Для характеристики режима электропотребления рассчитываем следующие показатели: коэффициент заполнения (плотность) графика нагрузки, коэффициент неравномерности  графика.

  Коэффициент заполнения графика определяется по формуле:

Кз i = Рсрi/Рmах i * 100%                                      (7)

Кз i пр = 59947,37/63157,9 * 100 = 94,9%

Кз i проч = 3543,5/3733,3 * 100 = 94,9%

    где, Кз i- коэффициент заполнения (плотности) графика нагрузки, %;

    Рср i - средняя нагрузка за сутки, которая определяется делением суммы всех нагрузок за сутки (от 0 ч. до 24ч.) на 24 ч., кВт 

Коэффициент заполнения:

Для зимнего периода:       Кз i осв з = 2616,25/4200 * 100 = 50,4%

Для летнего периода:       Кз i осв л = 1260/3360 * 100 = 37,5% 

   Коэффициент неравномерности графика нагрузки (Кн) характеризует неравномерность потребления электроэнергии. Неравномерность усложняет покрытие переменной части графика электрической нагрузки.

  Коэффициент неравномерности графика нагрузки определяется отношением минимальной нагрузки к максимальной нагрузке:

Кн i = Pmin i/ Р мах I*100%                                (8)

Кн i пр = 58105,27/ 63157,9*100% = 92%

Кн i проч = 3434,6/ 3733,3*100 = 92%

Коэффициент неравномерности графика нагрузки:

Для зимнего периода:     Кн i осв з = 630/ 4200*100% = 15%

Для летнего периода:      Кн i осв л = 420/ 3360*100% = 12,5%

3. Расчет платы за  потребленную электрическую  энергию

  Плата промышленных предприятий за потребляемую электроэнергию производится по тарифам. Под тарифами понимается система цен на электроэнергию, дифференцированных для различных групп потребителей.

  В настоящее время, согласно действующему прейскуранту цен на электроэнергию, принимаются в основном две системы  тарифов: одноставочные и двуставочные.

  В данном курсовом проекте для расчетов за электроэнергию принимается двуставочный тариф. Таким тарифом называется тариф, состоящий из годовой платы за каждый киловатт заявленной потребителем (договорной) максимальной мощности в часы суточных максимумов нагрузки энергосистемы и платы за каждый отпущенный потребителю киловатт-час электроэнергии.

  Годовая плата предприятия по двуставочному  тарифу определяется:

Д = а *Р _{мах. заяв} + в*Э*10^-2                                (9)

Д_пр= 36 *63157,9 + 0,9*420 млн.*10^-2  = 6053684,4 руб.

Д_осв = 36 *4200 + 0,9*16,8 млн.*10^-2 = 302400 руб.

Д_проч = 36 *3733,3 + 0,9*16,8 млн.*10^-2 = 285598,8 руб.

∑Д = 6053684,4 + 302400 + 285598,8 = 6641683,2 руб.

  где, Рмах заяв - заявленная (договорная) максимальная мощность предприятия в часы суточных максимумов нагрузки энергосистемы, кВт;

а - основная ставка двуставочного тарифа, руб/кВт год;

в - дополнительная ставка двуставочного тарифа, коп/кВтч

В качестве исходных данных для определения суммы  платы за потребленную энергию принимаются:

а = 36 руб/кВт год; в = 0,9 коп/кВтч.

4. Определение мощности  главной понизительной  подстанции и цеховых  подстанций предприятия.

  Выбор числа и мощности силовых трансформаторов  для главной понизительной подстанции и цеховых трансформаторов подстанции должен быть правильным, технически и экономически обоснованным, т.к. он оказывает существенное влияние на рациональное построение схем промышленного электроснабжения.

  При выборе числа и мощности трансформаторов  важными критериями являются: надежность электроснабжения, расход цветного металла и потребная трансформаторная мощность.

  Мощность  главной понизительной подстанции определяется по формуле:

S мах ГПП = Р мах  пред * (100 + Р пот)/100 • cos φ            (10)

    S мах  ГПП = 67536,6* (100 + 1,3 + 1,2 + 0,8 + 1)/100 • 0,9 = 63396,6 кВА

  где, Р  пот - величина потерь электроэнергии во всех элементах электрической  сети, %;

  cos φ - принимаем 0,9

  Мощность  силовых трансформаторов в нормальных условиях должна обеспечивать питание  всех приемников электроэнергии предприятия. Выбор мощности силовых трансформаторов следует осуществлять с учетом экономически целесообразного режима их работы и соответствующего обеспечения резервирования питания потребителей при отключении одного из трансформаторов.

  Для надежности электроснабжения потребителей устанавливаем на ГПП два трансформатора. Установка на подстанции двух трансформаторов, работающих раздельно, обеспечивает надежность систем промышленного электроснабжения в том случае, если при аварии одного из трансформаторов оставшийся в работе трансформатор полностью или с некоторым ограничением обеспечит потребную мощность нагрузки. Обеспечение потребной мощности может осуществляться как путем использования номинальной мощности трансформаторов, так и их перегрузочной способности.

  Определим установленную мощность двух силовых трансформаторов ГПП, которая должна быть в 1,4 раза больше максимальной расчетной мощности ГПП:

S уст ГПП = 1,4*S мах ГПП                                        (11)

S уст ГПП = 1,4*63396,6 = 88755,24 кВА

  Далее рассчитываем мощность и количество цеховых подстанций. Для упрощения расчетов примем отсутствие высоковольтных потребителей.

  Нагрузка  каждой подстанции и их количество определяются, исходя из требований обязательного  покрытия всей требуемой максимальной мощности цеховых потребителей. Сумма всех расчетных максимальных нагрузок отдельных цеховых подстанций должна быть больше максимальной мощности ГПП. Это условие учитывается коэффициентом совмещения (К совм), который принимаем равным 0,8.

∑S мax ЦП = Р мах пред/К совм*cosφ                     (12)

∑S мax ЦП = 67536,6/0,8*0,9 = 75978,7 кВА

где,S мах ЦП - общая максимальная мощность цеховых  подстанций, кВ А; 

Определяем  мощность цеховых подстанций потребителей первой категории (∑S уст ЦП1):

S уст ЦП1 = S мах ЦП1*1,4                                         (13)

S уст ЦП1 = 1,4 * (67536,6 * 25%) = 23637,81 кВА

S мах ЦП1 принимаем в размере 25% от Р мах пред. 

Определим мощность цеховых подстанций потребителей второй и третьей категории (S уст  ЦП2-3):

S ycm ЦП2-3 = 1,3*( s мах ЦП - S мах ЦП1)            (14)

S ycm ЦП2-3 = 1,3*( 75978,7 – 16884,15) = 76822,9 кВА           

  Далее определяем количество цеховых подстанций и  трансформаторов. Для потребителей первой, второй и третьей категории:

  - цеховая  комплектная трансформаторная подстанция КТП-ПК-10/0,4, поставщик – ОАО «Электрощит» - 3 единицы стоимостью 121250 руб. за единицу.

  Общая стоимость цеховых трансформаторных подстанций составляет 363750 рублей.

Установленная мощность производственных токоприемников определяется с помощью коэффициента К спр, величина которого равна 0,5. 

Руст  токопр = Р мах  пред/К спр                                   (15)

Руст  токопр = 67536,6/0,5 = 135073,2 кВт

Установленная мощность промосвещения и прочих нагрузок рассчитывается по формуле:

Р уст осв, проч =(Р мах осв + Р мах проч)/К спр       (16)

Р уст осв, проч =(4200 + 3733,3)/0,85 = 9333,3 кВт

К спр  для промосвещения и прочих нагрузок принимаем равным 0,85.

5. Определение капитальных  затрат

  При проектировании объекта особое значение имеет выполнение требований экономичности. Основными экономическими показателями являются капитальные вложения и ежегодные эксплуатационные расходы.

  Капитальные затраты в электрохозяйство включают в себя затраты на проектно- изыскательские, строительно-монтажные работы, оборудование и содержание дирекции строящегося объекта.

  Капитальные затраты на сооружение ГПП определяются по формуле:

            

К220ГПП = 159 +2*S уст ГПП                                      (17)

                   К110ГПП=130+2*S уст ГПП                                         (18)

    где,К 220ГПП, К 110ГПП - капитальные затраты  на сооружение ГПП напряжением 220 и 110 кВ;

S уст ГПП - мощность трансформаторов, установленных на ГПП, МВА

Так как  присутствует ГПП напряжением только 220 кВ, то капитальные затраты на сооружение ГПП составляют:

Кап. затраты = К220ГПП = 159 + 2*88755,24 = 177669,48 руб.

  Капиталовложения  в сооружение воздушных и кабельных  ЛЭП определяются по формуле:

К ЛЭП = К ЛЭП уд *L ЛЭП                                        (19)

К ЛЭП_возд = 27000*18 = 486000 руб.

К ЛЭП_каб = 35000*27 = 945000 руб.

где, К ЛЭП  уд - удельные капиталовложения в ЛЭП, руб/км;

L ЛЭП - длина трассы ЛЭП, км.

  Экономически  целесообразные сечения проводов, воздушных  линий и жил кабелей выбираются по формуле:

F= Ip/Iэк                                                                           (20)

F_возд= 83,7/1,1 = 76 мм²

 F_каб= 36,8 /2,5 = 14,7 мм²

  где, Ip - расчетный ток. А;

  Iэк - экономическая плотность тока. А/мм²

Ip = Р мах пред / 2*u ном* cosφ*√ 3*Iэк                     (21)

Ip_возд = 63157,9 / 2*220* 0,9*√ 3*1,1 = 83,7 А

Ip_каб = 63157,9 / 2*220* 0,9*√ 3*2,5 = 36,8 А

  Для воздушных  ЛЭП Iэк принимаем в размере 1,1 А/мм²

  Для кабельных  ЛЭП Iэк принимаем в размере 2,5 А/мм²

  Выбираем: провод АС 95/16 (К ЛЭП уд = 27000 руб/км)

                     кабель ВВГ 4*4 (К ЛЭП уд = 35000 руб/км) 

  Капиталовложения  на внутреннее электрооборудование  цехов без стоимости электродвигателей  и освещения определяются, исходя из общей установленной мощности токоприемников и стоимости электрооборудования  цехов и промосвещения принимаются 20 и 100руб/кВт.

К э о = Руст токопр*20

К э о = 135073,2 *20 = 2701464 руб.

К осв = Руст осв, проч*100

К осв = 9333,3 *100 = 933330 руб.