ЗАЩИТА ПРОЕКТА

Выполненный курсовой проект предъявляется на проверку до экзаменаци­онной сессии, в соответствии с расписанием проводится защита проектов полу­чивших положительные оценки. К защите студент должен подготовиться учетом всех замечаний, сделанных по проекту преподавателем. Если студент не согласен с замечаниями преподавателя, он должен грамотно аргументировать свое несо­гласие. Автор курсового проекта должен хорошо знать свой проект, ответить на все вопросы, заданные преподавателем по проекту, хорошо разбираться в чер­тежах, дополняющих пояснительную записку.

Незнание студентом проекта дает основание преподавателю сделать вывод о том, что проект выполнялся несамостоятельно. Проект, выполненный на по­ложительную оценку, при неудовлетворительной защите считается незащищен­ным.

РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА

При выполнении курсового проекта следует пользоваться учебной литературой,:

1. Правила устройства электроустановок. "Энергия" 1976-1978.

2. Справочник по электроснабжению промышленных предприятий. Под общей редакцией АА. Федорова и Г.В. Сербиновского. Книга первая. -Проектно-расчетные ведения "Энергия".

3. Справочник по электроснабжению промышленных предприятий. Под общей редакцией А.А. Федорова и Г.В. Сербиновского. Книга вторая.Проектно-расчетные ведения "Энергия", 1973..

4. Справочник по проектированию электроснабжения, линий электропере­дач и сетей. Под редакцией Я.М. Большама и В.И. Круповича, М.Л. Самовера. Изд-е 2-е,"Энергия", 1974.

5. Электрическая часть электростанций и подстанций. Справочные мате-

риалы для курсового и дипломного проектирования. Под редакцией Б.Н. Неклепаева. Изд-е 2-е,"Энергия", 1978.

6. Дорофеев К.И. Новые комплектные распределительные устройства на­пряжением до 35 кВ. "Энергия", 1972.

7. Липкин Б.Ю. Электроснабжение промышленных предприятий и устано­вок. "Высшая школа" , 1981.

8.Рожкова Л.Д. Электрооборудование станций и подстанций. "Энергия", 1980.

9. Справочник по электроснабжению промышленных предприятий. Про­мышленные электрические сети. Под редакцией А.А. Федорова. "Энергия", 1980.

10.Справочник по электроснабжению промышленных предприятий. Элек­трооборудование и автоматизация. Под редакцией А.А. Федорова. "Энергия", 1981.

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ ПРОЕКТА

Общая часть Введение

Во введении необходимо кратко описать достижения и основные задачи в области развития электроэнергетики в нашей стране. Показать значение элек­троэнергетики для отрасли промышленности, по которой выполняется курсовой проект, сформулировать основную задачу проекта. Основной задачей проекта в общем виде является решение ряда вопросов по проектированию электрических сетей промышленного предприятия. Например: обеспечить надежное и беспере­бойное питание, уменьшить потери электроэнергии, обеспечить минимум затрат на монтаж и эксплуатацию и т.д.

Выбор схемы электроснабжения

При проектировании условно считаем, что питание электроэнергией про­мышленного предприятия будет осуществляется от районной подстанцией энер­госистемы, расположенной на расстоянии L от проектируемой ГПП завода (см . задание). Возможности районной подстанции с точки зрения подключения но­вых потребителей считаем (тоже условно) неограниченными как по числу линий, так и по напряжению.

В зависимости от категории потребителей нужно решить следующие во­просы:

а) воздушной или кабельной линией выполнять ввод;

б) количество вводных линий;

в) с трансформацией или без трансформации напряжения;

г) система шин РУ вторичного напряжения: одинарная, двойная, одинар­ ная секционированная и т.д.

- д) наличие перемычки на стороне первичного напряжения при числе вво-

дов больше одного;

е) основное оборудование на вводе первичного напряжения: выключатели, отделители, короткозамыкатели.

Наиболее экономичными подстанциями 110/6 кВ (110/10 кВ) являются под­станции без выключателей со стороны первичного напряжения, с отделителями и короткозамыкателями. Подстанции 35/6 кВ (35/10 кВ) с отделителями и коротко-замыкателями широкого распространения не получили.

ж) режим работы линий и трансформаторов (параллельная или раздельная работа) и характер резерва (явный, неявный).

Выбранная схема рисуется в записке.

Для питания автозавода с максимальной нагрузкой 19,663 МВА принима­ем глубокий ввод двумя воздушными линиями электропередачи. Система шин РУ вторичного напряжения 6 кВ одинарная, секционированная по числу сило­вых трансформаторов. Для уменьшения стоимости подстанции принимаем схему без выключателей на стороне высшего напряжения (при напряжении 110 кВ) с перемычкой, оборудованной отделителями [см. рис. 1,а]; или с выключателями

на стороне высшего напряжения при вводе напряжением 35 кВ. Резерв линий и трансформаторов неявный. В нормально режиме линии и трансформаторы ра­ботают раздельно.

Расчетно-техническая часть Электрические нагрузки

В задании указаны максимальные нагрузки. По активной мощности и ко­эффициенту мощности следует определить реактивную мощность или по актив­ной и реактивной мощностям — коэффициент мощности. Затем определяется полная максимальная мощность, необходимая для выбора силовых трансформа­торов.

В зависимости от характера промышленного предприятия, для которого проектируется подстанция, в [3, стр. 74-77] выбирается график суточной нагруз­ки. На этих графиках нагрузка выражена в процентах, причем 100% приняты максимальная активная и максимальная реактивная мощности.

Зная Рмакс и Q_Max и, пользуясь указанными графиками, следует построить фактический график активной и реактивной текущей нагрузки рабочего дня. По фактическому суточному графику определяется расход активной энергии за су­тки и коэффициент заполнения графика. Пользуясь таблицами 24-18, 24-20 и т.д. [3, стр. 66], определяем годовое число часов использования максимума активной мощности.

Мощность потребителей первой и второй категории указана в задании.

Пример. Построить суточный график активной и реактивной нагрузок ло-комотивостроительного завода и вычислить основные параметры.

2.1.1 Определяем максимальную полную мощность

₍₁₎

где Р — максимальная активная мощность, кВт cos — коэффициент мощности

2.1.2 Определяем максимальную реактивную мощность

(2)

2.1.3 Определяем расход активной энергии за сутки по площади графика

активной нагрузки

(3)

где t-время

2.1.4 Определяем среднюю активную мощность за сутки

(4)

2.1.5 Определяем коэффициент заполнения графика

(5)

2.1.6 Определяем время использования максимума нагрузки

(6)

Выбор напряжения

В данном пункте следует определить величину рационального напряжения глубокого ввода (35 кВ; 110 кВ; 220 кВ).

Увеличение напряжения ввода является прогрессивным так как при этом уменьшаются потери электроэнергии, улучшаются возможности для последую­щего расширения производства. Однако увеличение напряжения связано с ус­ложнением эксплуатации оборудования, увеличением капиталовложений, по­этому вопрос о рациональном напряжении ввода следует решать сравнением двух или более вариантов по технико-экономическим показателям. Рекоменду­ется следующий порядок решения этого вопроса, одного из самых сложных в проекте.

Намечают два (можно и три) наиболее вероятных в данных условиях зада­ния варианта: 35/6 кВ, 35/10 кВ, 110/6 кВ, 110/10 кВ, 220/6 кВ, 220/10 кВ или дру­гие. При выборе возможных вариантов учитывают возможную величину на­грузки и расстояние от ГПП до питающей линии. При выборе возможных вари­антов для их сравнения можно пользоваться номограммами [2, рис 8-4] или таб­лицей [2, стр. 202].

Для каждого варианта в соответствии со схемой (рис. 1) ориентировочно выбирается основное оборудование: линия, силовые трансформаторы, выклю­чатели, отделители, короткозамыкатели.

Сечение провода определяется по экономической плотности [1, стр. 43] с учетом потерь на корону. При двух линиях, работающих в неявном резерве, расчет ведется по току рабочего режима.

Силовые трансформаторы выбираются ориентировочно по полной мощ­ности потребителя с учетом резерва. Наиболее экономичны двухтрансформа-торные подстанции. Каталожные данные трансформаторов выписывают в виде таблицы (см. табл. 2).

Электрические аппараты выбираются по окну нагрузки аварийного режима с учетом схемы. Например для схемы а) на рис. 1 следует выбрать четыре отде­лителя и два короткозамыкателя, а для схемы б) — три выключателя на напря­жение 35 кВ.Разъединители большой разницы в капитальных затратах не дают, поэто­му их можно не учитывать. Распределительное устройство 6 кВ в каждом вари­анте одинаково, поэтому в расчет капитальных затрат не входит. Для каждого варианта определяются капитальные затраты и эксплуатационные расходы. При числе вариантов более трех сравнение вариантов делается по общим затратам.

Капитальные затраты

где К_п — затраты на сооружение линии, тыс. руб.;

К_тр — затраты на приобретение и монтаж трансформаторов, тыс. руб.; Коб — затраты на приобретение и монтаж основного оборудования, тыс. руб.

Капитальные затраты следует определять с учетом монтажа и прочих рас­ходов по укрупненным показателям стоимости элементов системы электроснаб­жения ([3], раздел 26, [5], раздел 9).

Данные по расчету капитальных затрат в каждом варианте рекомендуется свести в таблицу (см табл. 3 и 4).

Эксплуатационные расходы

где С_л — стоимость потерь электрической энергии, тыс. руб.; С_а — амортизационные отчисления, тыс. руб.; Сэп — стоимость содержания эксплуатационного персонала, тыс. руб.

Стоимость потерь определяется:

где Со — стоимость 1 кВт-ч электрической энергии, руб.; W_год — потери активной энергии в год, кВт-ч.

Потери энергии в год определяются как сумма потерь в линиях и силовых трансформаторах.

Потери в линиях определяются или по максимальному току, или по удель­ным потерям. Потери активной энергии в трансформаторах определяются по приведенным потерям мощности. Приведенные потери включают в себя не толь­ко потери активной мощности в самих трансформаторах при работе в заданном режиме, но и потери активной мощности, которые возникают по всей цепочке питания от генераторов электростанций до рассматриваемых трансформаторов из-за потребления трансформаторами реактивной мощности [см. пример, стр. 30].Амортизационные отчисления на различные виды оборудования даются в процентах от капитальных затрат ([5], табл. 9-2; [7], табл. 6-1).

Общие затраты определяются при числе вариантов больше двух.

где 0,15 — нормативный коэффициент эффективности капиталовложений (для расчетов в электроэнергетике).

Данные по вариантом рекомендуется свести в таблицу (см. табл. 5 ниже). При сравнении двух вариантов выбирают вариант с меньшими капитальными рас­ходами. Если в одном варианте меньше капитальные затраты, а в другом — экс­плуатационные расходы, определяется срок окупаемости.

где K1 и К2 — капитальные затраты по вариантам;

C1 и С2 — эксплуатационные расходы по вариантам.

При сроке окупаемости до 7 лет принимается вариант с меньшими экс­плуатационными расходами.

При сроке окупаемости выше 7 лет принимается вариант с меньшими ка­питальными затратами.

При сравнении трех и более вариантов принимается вариант с меньшими общими затратами.

Пример. Выбрать рациональное напряжение ввода на ГПП завода.

Пользуясь номограммами [2 стр. 200] намечаем два варианта по напряже­нию:

Вариант I — 35/6 кВ

Вариант2— 110/6кВ

Определяем технико-экономические показатели для каждого варианта 2.2.1 Определяем расчетный ток (при максимальной нагрузке)

(7

2.2.2 Определяем сечение проводов воздушной линии по экономической плотности тока

(8)

где — экономическая плотность тока

Принимаем одну двухцепную линию с проводами АС-150 на унифициро­ванных типовых железобетонных опорах; длительно допустимый ток на провод 445 А; стоимость 1 км линии 13 тыс. руб. [3 стр. 105]

Принимаем одну двухцепную линию с проводами АС-70 (с учетом мини­мальных потерь на корону) на унифицированных типовых железобетонных опорах; стоимость 1 км линии 7 тыс руб. [3 стр. 106]; длительно допустимая токовая нагрузка 265 А.

2.2.3 Выбираем для каждого варианта по два силовых трансформатора мощностью по 10 МВА, с регулированием под нагрузкой. Стоимость одного трансформатора для варианта напряжением 35/6 кВ — 12350 руб., транс­форматора для варианта напряжением 110/6 кВ — 36500. руб. [3 стр. 54].

Таблица 1 — каталожные данные трансформаторов

2.2.4 По току нагрузки в аварийном режиме выбираем для каждого вари­ анта оборудования.

Вариант 1. Выключатели ВМД-35

Вариант 2. Выключатель ВВУ-110

2.2.5 Рассчитываем капитальные затраты по вариантам и сводим в табли­цы 2, 3.

Таблица 2 — Капитальные затраты по варианту 1

Таблица 3 — Капитальные затраты по варианту 2

2.2.6 Определяем эксплуатационные расходы

а) Потери активной энергии в линиях

(9)

где п — число линий

—потери мощности на 1 км линии AG, кВт/км [3 стр. 106]

—коэффициент загрузки линии при максимальной нагрузке — время потерь, ч; определяется в зависимости от coscp и годового

использования максимума нагрузки в год [7 стр. 115]

(10)

где = ток линии в рабочем режиме(Ток расч попалам), А

— длительно-допустимый ток на провод АС, А

б)

Приведенные потери активной энергии в трансформаторах

где Р_хх, Р_кз_, Iх.х.> Uк — каталожные данные трансформатора

(см. табл. 1);

К_э — экономический эквивалент реактивной мощности, (см. задание); Т— действительное время работы трансформатора в год, ч;

К_эт —коэффициент загрузки трансформатора при максимальной нагруз­ке.

(12

где п — количество работающих трансформаторов.

в) Стоимость потерь активной энергии

(13)

где Р_л, Ртр, Р_в — амортизационные отчисления на линии, трансформато­ры, выключатели, %.ТАБ.

д) Отчисления на обслуживание оборудования

где Р_л, Р_ТР, Р_в — отчисления на текущий ремонт и обслуживание.

е) Общие эксплуатационные расходы

2.2.7 Определяем общие затраты при нормативном коэффициенте эффек­тивности капиталовложения 0,15:

Данные расчетов для удобства сравнения сводим в таблицу:

Таблица 4 — сводная таблица для сравнения вариантов

Из таблицы видно, что все показатели второго варианта(ввод напряжени­ем 110/6 кВ трансформации на 6 кВ) ниже, следовательно, рациональным напря­жением ввода для данных условий будет ввод 110 кВ.

По согласованию с руководителем курсового проектирования вопрос о выборе рационального напряжения может быть решен более простым, но не ме­нее точным методом: или по цифрограмме (стр. 203, табл. 8-2) или по номо­граммам (табл 1стр. 200 и табл 2стр. 201, рис. 8-4).Но это обязательно должно быть предварительно отражено в задании на курсовой проект.