Электроснабжение деревообрабатывающего комбината

 

На основании рассчитанных значений построим картограмму нагрузок 

Она представляет собой  план предприятия с нанесенными  на нем окружностями, площадь                      которых пропорциональны величине расчетных нагрузок цехов. Радиус окружности определяется как:

, где 

R – радиус окружности

P_p – расчетная мощность цеха

m_p – масштаб мощности

Принимаем m_p=0.75 кВт/мм²

Для представления о  том какая часть мощности используется для освещения цеха, на окружности выделяем сектор, угол которого пропорционален общей нагрузке цеха. Угол сектора определяется как:

 

Результаты расчетов сведены в таблицу

Таблица 3.2 Расчет картограммы  нагрузок

№	Цеха	Pр,	R, мм	Рро,	α,град
1	Лесопильный завод	1124,32	32,775	24,32	7,787
2	Сушильный цех	700,416	25,869	16,416	8,438
3	Биржа сырья	282,0512	16,416	16,0512	20,487
4	Цех оконных рам и  дверей	503	21,922	19	13,598
5	Цех половых досок	431,024	20,293	17,024	14,219
6	Столярный цех №1	329	17,729	19	20,790
7	Столярный цех №2	348,24	18,240	18,24	18,856
8	Мебельный цех	179,1	13,081	17,1	34,372
9	Цех прессованных плит	620,536	24,349	25,536	14,815
10	Материальный склад	60,184	7,583	5,184	31,009
11	Компрессорная:	3067	54,132	3,04	0,357
12	Механические мастерские	286,6	16,548	7,6	9,546
13	Административный корпус, столовая	183,47	13,240	10,07	19,759
14	Котельная	310,608	17,227	8,208	9,513
15	Автогараж	59,168	7,519	5,168	31,444

 

По результатам расчетов строим картограмму нагрузок предприятия 

рис 3.1 Картограмма активных нагрузок

 

 

4. Выбор номинального  напряжения линии электропередач, их числа, 

         сечения и марки  провод.

Согласно заданию осуществляется от подстанции энергосистемы мощностью 500 МВ*А, на которой установлены два параллельно работающих трансформатора мощностью по 40 МВ*А, напряжением 115/37/6,3 кВ

Таким образом, существует два варианта по выбору питающего напряжения . Произведем сравнение обоих вариантов.

Оценим по формуле  Стилла величину нестандартного напряжения:

 

где

l – длина линии, l=3,5 км

P – передаваемая мощность

P=Pp=8780,8 кВт

 кВ 

 По стандартной  шкале напряжений выбирают два  близлежащих значения номинального  напряжения: 35 и 110 кВ

Т.к. на предприятии имеются  потребители I и II категории выбираем двуцепную ВЛ.

Исходя из расчетной  полной нагрузки и выбранного значения номинального напряжения рассчитываем значение расчетного тока по формуле:

Sp - передаваемая мощность, КВА.

n - число цепей линий.

По величине номинального тока и  экономической плотности тока J, определяют нестандартные сечения проводов линий высокого напряжения:

Значение j_э=1,1 выбираем из [4,таблица 10.1], учитывая то что режим работы предприятия двухсменный.

Выбранные сечения проводов проверяем на допустимость к нагреву рабочим током и потере напряжения.

Проверка по нагреву сводится к  сравнению токов рабочего (расчетного) с табличным. допустимым для провода:

Потеря напряжения определяется по формуле:

Расчет сведем в таблицу

Таблица 4.1  Выбор сечения проводов, проверка по падению напряжения

Uh.kВ	Ip, A	Iдоп. A	F, мм2	Марка провода	rуд, Ом/км	Худ, Ом/км	L, км	DU. В	DU/U %
35	186,67	510	169,71	АС-185	0,17	0,427	3,5	141,2	0.4
110	59.18	265	53.8	АС-70	0,45	0,42	3,5	63,98	0,06

Так как потери в линии  не превышают допустимые 5 %, то оценим приведенные затраты на строительство линии.

 Приведенные затраты на строительство линий для 35 кВ

Затраты определяются по формуле:

З=р_нК+И

где

р_н=0,12 – нормативный коэффициент.

К=Кв+Кл – капитальные вложения

Кв – стоимость 2выключателей

Кв= 40 тыс.руб. [4, табл. 5.2]

Кл – стоимость линии

Кл=19,5*3,5=68,25 тыс.руб. [4, таблица 10.15]

И – годовые эксплуатационные издержки

И=Иэ+Иа+Ио

Иэ – стоимость потерь электроэнергии

Иа – амортизационные отчисления

Ио – отчисления на обслуживание, т.к. в рассматриваемых вариантах  они изменяются незначительно, то Ио не учитываем.

Иэ=n∙ΔP_ном∙l_л∙Т_п∙С₀ [2]

где

ΔP_ном – потери мощности в линии ΔP_ном=5,9 кВт/км.

Т_п – время использования энергии

Т_п=16·365=5840 часов

С₀=0,014 руб. – стоимость энергии.

Иэ=2·5,9·3,5·5840·0,014=3,34тыс.руб/год

Иа=Ка·Кл

где

Ка=0,05 – норма амортизационных  отчислений

Иа=0,05·68,25=3,413тыс.руб/год

З=0,12·(40+68,25)+3,413+8,9=19,73 тыс.руб/год

Приведенные затраты  на строительство линий для 110 кВ

Затраты определяются по формуле:

З=р_нК+И

где

р_н=0,12 – нормативный коэффициент.

К=Кв+Кл – капитальные вложения

Кв – стоимость выключателей

Кв= 63 тыс.руб. [4, табл. 5.2]

Кл – стоимость линии

Кл=21,6*3,5=75,6 тыс.руб. [4, таблица 10.15]

И – годовые эксплуатационные издержки

И=Иэ+Иа+Ио

Иэ – стоимость потерь электроэнергии

Иа – амортизационные отчисления

Ио – отчисления на обслуживание, т.к. в рассматриваемых вариантах  они изменяются незначительно, то Ио не учитываем.

Иэ=n∙ΔP_ном∙l_л∙Т_п∙С₀ [2]

где

ΔP_ном – потери мощности в линии ΔP_ном=1,6 кВт/км.

Т_п – время использования энергии

Т_п=16·365=5840 часов

С₀=0,014 руб. – стоимость энергии.

Иэ=2·1,6·3,5·5840·0,014=0,9тыс.руб/год

Иа=Ка·Кл

где

Ка=0,05 – норма амортизационных  отчислений

Иа=0,05·75,6=3,78тыс.руб/год

З=0,12·(63+75,6)+0,9+3,78=21,31 тыс.руб/год

Принимаем, что питание  осуществляется по двуцепной линии на напряжении 35 кВ с проводом марки  АС-185 , опоры металлические с подвеской обоих цепей.

 

5. Выбор мощности трансформаторов  ГПП, электрической схемы ГПП и места строительства.

 

Среди цехов  комбината  фактически все цеха( за исключением склада)  потребители 1 и 2 категории, поэтому принимаем число трансформаторов равное двум

При отсутствии резервных  трансформаторов возможен  выбор двухтрансформаторной подстанции по условию: [6, стр. 130]

Принимаем мощность трансформатора

и трансформатор ТДН-10000/35 [7]

Таким образом, примем к  установке на ГПП  два трансформатора с суммарной 

мощностью 20 МВА. Для строительства ГПП выбираем свободную территорию с учетом того чтобы она была как можно ближе к центру нагрузок цеха, не находилась на месте транспортных коммуникаций.

Под строительство подстанции отведем  площадь размерами 32 х 38,5 м [4, таблица 9.10]

рис.5.1   Местоположение ГПП

 

Произведем выбор схемы  ГПП. Так как предприятие находится  на расстоянии 3,5 км от ближайшей подстанции на предприятии нельзя применить  схему с короткозамыкателями. Поэтому  рассмотрим два наиболие распостранненых и недорогих вариантов схем с выключателями.

рис.5.2   1  вариант схемы ГПП

Произведем  сравнение  обоих схем по капитальным затратам, так как приэксплуэтации издержки также будут одинаковы

рис.5.2   2  вариант схемы ГПП

Расчёт капитальных  вложений сведём в таблицу.

Таблица 5.1  Расчёт капитальных вложений

Оборудование	1 вариант		2 вариант
	Цена тыс.руб	Кол- во	Цена тыс.руб	Кол- во
Трансформатор	40	2	40	2
Выключатель	20	3	20	2
Разъединитель	0.580	6	0.580	6
Отделитель	0.710	2	0.710	2
Итого :	144.9		124.9

Второй вариант дешевле  поэтому выбираем его.

 

 

 

6. Выбор схемы внутреннего  электроснабжения.

При проектировании системы  внутреннего электроснабжения будем  учитывать:

- на предприятии нет  собственных источников электроэнергии

- существуют приемники 6 кВ

-  категорийность приемников

- наличием цехов с  малой потребляемой мощностью

Таблица 6.1   Категорийность цехов предприятия

№ цеха	Наименование	Категория
1	Лесопильный завод	2
2	Сушильный цех	2
3	Биржа сырья	2
4	Цех оконных рам и  дверей	2
5	Цех половых досок	2
6	Столярный цех №1	2
7	Столярный цех №2	2
8	Мебельный цех	2
9	Цех прессованных плит	2
10	Материальный склад	3
11	Компрессорная:	1
12	Механические мастерские	3
13	Административный корпус, столовая	2
14	Котельная	2
15	Автогараж	3

 

 При проектировании  электроснабжения рассмотрим несколько  вариантов и выберем наиболее  экономичный по приведенным затратам.

Варианты схем внутреннего  электроснабжения см. на рис. 6 - 8

Первый и третий вариант предложенных схем электроснабжения – это радиальные схемы, отличающиеся количеством, а, следовательно, и мощностью подстанций.

Второй вариант это смешанная радиальная и кольцевая схемы.

В зависимости от общей  схемы электроснабжения, величины потребляемой мощности, территориального размещения нагрузок, требуемой степени безопасности на всех ступенях системы электроснабжения, выбираем ту или иную схему. Наилучший вариант схемы электроснабжения промышленного предприятия выбирают по условию минимальных приведённых затрат.

где р_н – нормативный коэффициент капитальных вложений, р_н=0,12

К – капитальные вложения

И – годовые эксплутационные  издержки 

рис. 6.1  Первый вариант  электроснабжения комбината

 

рис. 6.2  Второй  вариант  электроснабжения комбината

 

рис. 6.3  Третий  вариант  электроснабжения комбината

 

Капитальные вложения складываются из суммы кап. вложений в устройство цеховых подстанций и стоимости кабельной сети

Таблица 6.2  Расчет мощности и стоимости КТП по первому  варианту

№ ЦП	Питаемые цеха	Сум.  Pр,кВт	Сум.  Qр,кВАр	Сум.  Sр,кВА	Расчетная мощность трансформатора кВА	Выбранная КТП	Полная стоимость  подстанции, тыс.руб.
1	Лесопильный завод	1124,32	981,7824	1492,646	895,5876125	КТП 10/0,4-2*1000	12,3
2	Сушильный цех	700,416	520,8797	872,8678	523,7206933	КТП 10/0,4-2*630	9,1
3	Биржа сырья	282,0512	318,693
	Механические маст-е	286,6	288,2849
	Итого	568,6512	606,9779	831,737	499,0421716	КТП 10/0,4-2*630	9,1
4	Цех пресс-х плит	620,536	707,8894
	Цех окон-х рам  и дверей	503	435,9679
	Итого	1123,536	1143,857	1603,354	962,0121412	КТП 10/0,4-2*1000	12,3
5	Цех половых  досок	431,024	373,2852
	Столярный цех №1	329	325,3833
	Столярный цех  №2	348,24	345,4225
	Итого	1108,264	1044,091	1522,621	913,5726789	КТП 10/0,4-2*1000	12,3
6	Мебельный цех	179,1	173,4811
	Материальный  склад	60,184	43,73832
	Администр корпус	183,47	88,81505
	Итого	422,754	306,0345	521,8985	313,1390983	КТП 10/0,4-2*400	7,8
7	Котельная	310,608	230,7398
	Компрессорная  0,4 кВ	123,04	107,2893
	Автогараж	59,168	57,57166
	Итого	492,816	395,6008	631,9554	379,1732132	КТП 10/0,4-2*400	7,8
	Итого стоимость						70,7