
- •Дипломный проект На тему: «Реконструкция системы электроснабжения котельной №3 г. Костанай» Специальность 050718 – Электроэнергетика
- •На выполнение дипломного проекта (работы)
- •Генеральный план предприятия с сетями электроснабжения
- •Электрификация: Электроосвещение ремонтно-механической базы
- •Электрификация:Силовое оборудование ремонтно-механической базы
- •Рецензия
- •Дата выдачи задания_______ ________20 __г. Руководитель ____________________ ю. Гладов
- •1 Краткая характеристика предприятия
- •2 Электроснабжение
- •2.1 Расчет электрических нагрузок
- •2.1.1 Определение расчетных мощностей объектов
- •2.1.2 Определение центров активной и реактивной мощности
- •2.2 Выбор схемы внутреннего электроснабжения
- •2.2.1 Обоснование принимаемых значений напряжения
- •2.2.2 Определение расчетных электрических нагрузок тп
- •2.2.3 Компенсация реактивной мощности
- •2.2.4 Определение количества трансформаторов в тп и
- •2.2.5 Выбор сечения проводников линий электропередачи
- •2.3 Выбор схемы внешнего электроснабжения
- •2.3.1 Обоснование принимаемых значений напряжения
- •2.3.2 Определение расчетной нагрузки предприятия
- •2.3.3 Технико-экономическое сравнение вариантов внешнего электроснабжения.
- •2.3.4 Выбор сечения проводников кабельной линии электропередачи
- •2.4 Определение величины токов короткого замыкания
- •2.5 Выбор и проверка электрооборудования по условиям
- •2.5.1 Выбор силовых выключателей напряжением выше 1000 в.
- •2.5.2 Выбор трансформаторов тока.
- •2.5.3 Выбор трансформаторов напряжения.
- •2.5.10 Проверка сечений кабелей по термической стойкости к токам к.З.
- •2.6 Защита сетей от аварийных режимов
- •2.6.1 Защита кабельных линий 10 кВ и мощных двигателей
- •2.6.2 Токовая защита нулевой последовательности
- •2.6.3 Защита мощных ответственных двигателей от перегрузки и токов кз
- •3 Электрификация ремонтно-механической базы (бокса)
- •3.1.1 Расчет электроосвещения
- •3.1.2 Компоновка осветительной сети
- •3.1.3 Выбор конструктивного исполнения электропроводок осветительной сети
- •3.1.4 Электрический расчет осветительной
- •3.1.5 Выбор пускозащитной аппаратуры
- •3.1.6 Выбор сечений проводов и кабелей.
- •3.2.1 Электрический расчет силовой сети
- •3.2.2 Выбор аппаратов защиты
- •3.2.3 Выбор пусковой аппаратуры
- •3.2.4 Выбор сечений проводов и кабелей
- •3.2.5 Проектирование компенсации реактивной мощности.
- •4 Организация эксплуатации электрохозяйства
- •5 Охрана труда и окружающей среды
- •5.1 Мероприятия по электробезопасности объекта
- •5.2 Мероприятия по охране окружающей среды
- •6 Основные технико-экономические показатели проекта
- •Список использованных источников
2.2.4 Определение количества трансформаторов в тп и
их номинальной мощности
Для выбора числа и мощности силовых трансформаторов применяем методику технико-экономических расчетов с учетом надежности электроснабжения потребителей, расхода цветного металла и необходимой трансформаторной мощности.
При выборе номинальной мощности трансформаторов руководствуемся следующими соображениями [21]:
загрузка каждого трансформатора двухтрансформаторной подстанции в нормальном режиме составляет 60 - 80 %;
перегрузка трансформатора в аварийном режиме (для обеспечения всех потребителей II категории) составляет до 140 % номинальной мощности;
Приведем порядок определения оптимальной мощности трансформаторов подстанций путем технико-экономического сравнения вариантов [3].
Определяем минимальную мощность трансформатора по условию:
(15)
Определяем коэффициент загрузки по формуле:
,
(16)
где Sр – расчетная нагрузка с учетом компенсации реактивной мощности;
Sн.т – номинальная мощность трансформатора;
n – количество трансформаторов.
Стоимость годовых потерь мощности в трансформаторах ТП определяется по формуле:
,
(17)
где Рх - потери мощности холостого хода трансформатора, кВт, [1];
Рк - потери мощности короткого замыкания трансформатора, кВт, [1];
цэ - цена потерь электроэнергии, тен/кВтч.
Определяем приведенные расчетные затраты:
(18)
Общие годовые приведенные затраты можно определить по формуле, тыс.тнг/год:
Рассмотрим в качестве примера выбор оптимальной мощности трансформаторов подстанции №1 по методу технико-экономического сравнения вариантов. Исходя из формулы (15) наиболее подходящим вариантом в данном случае являются трансформаторы с мощностью 400 кВА:
кВА
Определяем коэффициент загрузки по формуле (16):
Определим стоимость годовых потерь мощности в ТП, (17):
тыс.тнг/год,
Определим общие годовые приведенные затраты по (19), тыс.тнг/год:
тыс.тнг/год,
Аналогично определяем оптимальную мощность трансформаторов остальных ТП, результаты сводим в таблицу 7.
2.2.5 Выбор сечения проводников линий электропередачи
Экономически целесообразное сечение кабеля АВВГ на каждом участке находим используя справочные: Со, S, l, U, Pн, Iн.к, К1 [1].
При передаче мощности S на расстояние l, при стоимости 1 кВт ч электроэнергии С0 и определенном напряжении U капиталовложения К и эксплуатационные расходы Сэ зависят от сечения проводов или жил кабелей S, принимаемого для передачи электроэнергии меняя в приведенных условиях сечения проводов или жил кабелей, получают соответствующие им приведенные затраты, т.е. З = Сэ + 0,15·К [2].
Далее по соответствующим формулам определяем сечение жилы кабеля на данном участке.
Определяем расчетный ток на участке для потребителей 2 категории, А:
,
(20)
где S – полная мощность на данном участке линии, кВА.
Uн – номинальное напряжение на участке, кВ.
Определяем аварийный ток, кВт:
,
(21)
Определяем стоимость КЛ:
,
(22)
Таблица 7
№ ТП |
Sp , кВА |
Sнт , кВА |
К, тыс. тенге |
Рх, кВт |
Рк, кВт |
Кз |
τ, час |
Цэ, тен/кВт·ч |
р, о.е. |
рК, тыс.тен/год |
Ипэ, тыс.тен/год |
З, тыс.тен/год |
1 |
488,94 |
400 |
1270 |
1,08 |
5,9 |
0,61 |
3000 |
12 |
0,184 |
233,68 |
243,34 |
477,02 |
|
488,94 |
630 |
1700 |
1,68 |
8,5 |
0,39 |
3000 |
12 |
0,184 |
312,80 |
295,34 |
608,14 |
2 |
823,42 |
630 |
1700 |
1,68 |
8,5 |
0,65 |
3000 |
12 |
0,184 |
312,80 |
376,58 |
689,38 |
|
823,42 |
1000 |
2310 |
2,5 |
15 |
0,41 |
3000 |
12 |
0,184 |
425,04 |
485,12 |
910,16 |
3 |
507,52 |
400 |
1270 |
1,08 |
5,9 |
0,63 |
3000 |
12 |
0,184 |
233,68 |
248,28 |
481,96 |
|
507,52 |
630 |
1700 |
1,68 |
8,5 |
0,40 |
3000 |
12 |
0,184 |
312,80 |
299,86 |
612,66 |
10 |
435,49 |
400 |
1270 |
1,08 |
5,9 |
0,54 |
3000 |
12 |
0,184 |
233,68 |
229,15 |
462,83 |
|
435,49 |
630 |
1700 |
1,68 |
8,5 |
0,35 |
3000 |
12 |
0,184 |
312,80 |
282,36 |
595,16 |
Выбор мощности силовых трансформаторов
где к0- удельная стоимость КЛ, тыс.тг/км ;
l – длина КЛ, км
Определяем издержки на потери электроэнергии, кВт:
,
(23)
Определяем суммарные затраты, тыс.тг/год:
(24)
Определяем падение напряжения на участке, %:
,
(25)
где Со - стоимость одного кВтч, тнг.
Для примера приведем расчет сечения кабеля участка “ГРП –дымососная”.
Определяем расчетный ток по формулам (22)-(25):
А
А
тыс.тг
тыс.тг/год
тыс.тг/год,
Аналогично просчитываем все сечения для остальных участков и все данные сводим в таблицу 8.
Аналогичный расчет производим для КЛ 10 кВ. Результаты расчетов заносим в таблицу 9
Таблица 8
Выбор сечения КЛ-0,38
Линия |
Участок |
Pp , кВт |
Qp , кВАр |
Sp , кВА |
Ipаб , А |
Iав , А |
L, км |
F, мм2 |
Iп , А |
rо , Ом/км |
xо , Ом/км |
K0, тыс.тен./км |
Р, о.е. |
τ, час |
Цэ, тен/кВт·ч |
РК, тыс.тен/год |
Ипэ, тыс.тен/год |
З, тыс.тен/год |
ΔU, % |
Л5 |
0-9 |
242 |
307,8 |
391,00 |
297,38 |
594,77 |
0,182 |
2x185 |
628 |
0,082 |
0,06 |
1000 |
0,184 |
3000 |
12 |
33,49 |
142,54 |
176,03 |
4,83 |
242 |
307,8 |
391,00 |
297,38 |
594,77 |
0,182 |
2х240 |
718 |
0,062 |
0,06 |
1290 |
0,184 |
3000 |
12 |
43,20 |
58,66 |
101,86 |
4,23 |
||
242 |
307,8 |
391,00 |
297,38 |
594,77 |
0,182 |
3х185 |
942 |
0,05 |
0,06 |
1500 |
0,184 |
3000 |
12 |
50,23 |
86,92 |
137,15 |
3,85 |
||
9-8 |
137 |
172,4 |
220,23 |
167,50 |
335,00 |
0,06 |
240 |
359 |
0,125 |
0,06 |
645 |
0,184 |
3000 |
12 |
7,12 |
22,73 |
29,85 |
1,14 |
|
137 |
172,4 |
220,23 |
167,50 |
335,00 |
0,06 |
2x150 |
580 |
0,103 |
0,06 |
832 |
0,184 |
3000 |
12 |
9,19 |
18,73 |
27,91 |
1,02 |
||
137 |
172,4 |
220,23 |
167,50 |
335,00 |
0,06 |
2x185 |
628 |
0,082 |
0,06 |
1000 |
0,184 |
3000 |
12 |
11,04 |
13,90 |
24,94 |
0,90 |
||
137 |
172,4 |
220,23 |
167,50 |
335,00 |
0,06 |
2х240 |
718 |
0,0625 |
0,06 |
1290 |
0,184 |
3000 |
12 |
14,24 |
11,36 |
25,60 |
0,79 |
||
Л6 |
10-5 |
144 |
178,7 |
229,57 |
174,60 |
349,21 |
0,05 |
240 |
359 |
0,125 |
0,06 |
645 |
0,184 |
3000 |
12 |
6,88 |
23,87 |
30,75 |
1,15 |
144 |
178,7 |
229,57 |
174,60 |
349,21 |
0,05 |
2x150 |
580 |
0,103 |
0,06 |
832 |
0,184 |
3000 |
12 |
8,88 |
19,67 |
28,55 |
1,03 |
||
144 |
178,7 |
229,57 |
174,60 |
349,21 |
0,05 |
2x185 |
628 |
0,082 |
0,06 |
1000 |
0,184 |
3000 |
12 |
10,67 |
15,66 |
26,33 |
0,91 |
||
144 |
178,7 |
229,57 |
174,60 |
349,21 |
0,05 |
2х240 |
718 |
0,062 |
0,06 |
1290 |
0,184 |
3000 |
12 |
13,77 |
11,23 |
25,00 |
0,79 |
||
144 |
178,7 |
229,57 |
174,60 |
349,21 |
0,05 |
3х185 |
942 |
0,05 |
0,06 |
1500 |
0,184 |
3000 |
12 |
16,01 |
9,55 |
25,56 |
0,72 |
||
5-7 |
86 |
58,83 |
104,20 |
79,25 |
158,50 |
0,12 |
70 |
184 |
0,443 |
0,06 |
315 |
0,184 |
3000 |
12 |
7,19 |
37,26 |
44,45 |
3,57 |
|
86 |
58,83 |
104,20 |
79,25 |
158,50 |
0,12 |
95 |
219 |
0,32 |
0,06 |
320 |
0,184 |
3000 |
12 |
7,30 |
26,91 |
34,22 |
2,67 |
||
86 |
58,83 |
104,20 |
79,25 |
158,50 |
0,12 |
120 |
248 |
0,253 |
0,06 |
366 |
0,184 |
3000 |
12 |
8,35 |
21,28 |
29,63 |
2,17 |
||
86 |
58,83 |
104,20 |
79,25 |
158,50 |
0,12 |
150 |
281 |
0,206 |
0,06 |
426 |
0,184 |
3000 |
12 |
9,72 |
17,33 |
27,05 |
1,82 |
||
86 |
58,83 |
104,20 |
79,25 |
158,50 |
0,12 |
185 |
314 |
0,164 |
0,06 |
500 |
0,184 |
3000 |
12 |
11,41 |
13,79 |
25,20 |
1,51 |
||
86 |
58,83 |
104,20 |
79,25 |
158,50 |
0,12 |
240 |
359 |
0,125 |
0,06 |
645 |
0,184 |
3000 |
12 |
14,72 |
10,51 |
25,23 |
1,23 |
||
Л7 |
3-4 |
123,9 |
157,6 |
200,59 |
152,56 |
305,13 |
0,05 |
185 |
314 |
0,164 |
0,06 |
500 |
0,184 |
3000 |
12 |
4,97 |
22,26 |
27,23 |
1,11 |
123,9 |
157,6 |
200,59 |
152,56 |
305,13 |
0,05 |
240 |
359 |
0,125 |
0,06 |
645 |
0,184 |
3000 |
12 |
6,41 |
16,97 |
23,38 |
0,93 |
||
123,9 |
157,6 |
200,59 |
152,56 |
305,13 |
0,05 |
2x150 |
580 |
0,103 |
0,06 |
832 |
0,184 |
3000 |
12 |
8,27 |
13,98 |
22,25 |
0,83 |
||
123,9 |
157,6 |
200,59 |
152,56 |
305,13 |
0,05 |
2x185 |
628 |
0,082 |
0,06 |
1000 |
0,184 |
3000 |
12 |
9,94 |
11,13 |
21,07 |
0,73 |
||
123,9 |
157,6 |
200,59 |
152,56 |
305,13 |
0,05 |
2х240 |
718 |
0,062 |
0,06 |
1290 |
0,184 |
3000 |
12 |
12,82 |
8,48 |
21,30 |
0,64 |
||
4-11 |
19,75 |
20,33 |
28,34 |
21,56 |
43,12 |
0,08 |
35 |
126 |
0,868 |
0,06 |
260 |
0,184 |
3000 |
12 |
4,11 |
3,75 |
7,86 |
1,09 |
|
19,75 |
20,33 |
28,34 |
21,56 |
43,12 |
0,08 |
50 |
153 |
0,641 |
0,06 |
287 |
0,184 |
3000 |
12 |
4,54 |
2,77 |
7,31 |
0,83 |
||
19,75 |
20,33 |
28,34 |
21,56 |
43,12 |
0,08 |
70 |
184 |
0,443 |
0,06 |
315 |
0,184 |
3000 |
12 |
4,98 |
1,91 |
6,90 |
0,59 |
||
19,75 |
20,33 |
28,34 |
21,56 |
43,12 |
0,08 |
95 |
219 |
0,32 |
0,06 |
320 |
0,184 |
3000 |
12 |
5,06 |
1,38 |
6,44 |
0,45 |
||
19,75 |
20,33 |
28,34 |
21,56 |
43,12 |
0,08 |
120 |
248 |
0,253 |
0,06 |
366 |
0,184 |
3000 |
12 |
5,79 |
1,09 |
6,88 |
0,37 |
Таблица 9
Расчет сечения КЛ-10кВ
Линия |
Участок |
∑Pp, кВт |
∑Qp, кВАр |
K0 |
Pp, кВт |
Qp, кВАр |
Sp, кВА |
Ipаб , А |
Iав , А |
L, км |
F, мм2 |
Iп , А |
rо , Ом/км |
xо , Ом/км |
K0, тыс.тен./км |
Р, о.е. |
τ, час |
Цэ, тен/кВт·ч |
РК, тыс.тен/год |
Ипэ, тыс.тен/год |
З, тыс.тен/год |
ΔU, % |
Л1 |
0-2 (РП10) |
1929 |
1995 |
0,9 |
1736,1 |
1795,5 |
2497,57 |
72,18 |
144,37 |
0,312 |
25 |
146 |
1,55 |
0,23 |
547,8 |
0,184 |
3000 |
12 |
31,45 |
272,14 |
303,59 |
0,97 |
|
|
1929 |
1995 |
0,9 |
1736,1 |
1795,5 |
2497,57 |
72,18 |
144,37 |
0,312 |
35 |
176 |
1,12 |
0,214 |
767,1 |
0,184 |
3000 |
12 |
44,04 |
196,64 |
240,68 |
0,73 |
|
|
1929 |
1995 |
0,9 |
1736,1 |
1795,5 |
2497,57 |
72,18 |
144,37 |
0,312 |
50 |
211 |
0,825 |
0,208 |
1095,9 |
0,184 |
3000 |
12 |
62,91 |
144,85 |
207,76 |
0,56 |
|
|
1929 |
1995 |
0,9 |
1736,1 |
1795,5 |
2497,57 |
72,18 |
144,37 |
0,312 |
70 |
263 |
0,57 |
0,199 |
1534,2 |
0,184 |
3000 |
12 |
88,08 |
100,08 |
188,15 |
0,42 |
|
|
1929 |
1995 |
0,9 |
1736,1 |
1795,5 |
2497,57 |
72,18 |
144,37 |
0,312 |
95 |
322 |
0,414 |
0,193 |
2082 |
0,184 |
3000 |
12 |
119,52 |
72,69 |
192,21 |
0,33 |
Л2 |
0-1 |
2027 |
2603,53 |
0,9 |
1824,3 |
2343,2 |
2969,60 |
85,83 |
171,65 |
0,273 |
35 |
176 |
1,12 |
0,214 |
767,1 |
0,184 |
3000 |
12 |
38,53 |
243,25 |
281,78 |
0,69 |
|
|
2027 |
2603,53 |
0,9 |
1824,3 |
2343,2 |
2969,60 |
85,83 |
171,65 |
0,273 |
50 |
211 |
0,825 |
0,208 |
1095,9 |
0,184 |
3000 |
12 |
55,05 |
179,18 |
234,23 |
0,54 |
|
|
2027 |
2603,53 |
0,9 |
1824,3 |
2343,2 |
2969,60 |
85,83 |
171,65 |
0,273 |
70 |
263 |
0,57 |
0,199 |
1534,2 |
0,184 |
3000 |
12 |
77,07 |
123,80 |
200,86 |
0,41 |
|
|
2027 |
2603,53 |
0,9 |
1824,3 |
2343,2 |
2969,60 |
85,83 |
171,65 |
0,273 |
95 |
322 |
0,414 |
0,193 |
2082 |
0,184 |
3000 |
12 |
104,58 |
89,91 |
194,50 |
0,33 |
|
|
2027 |
2603,53 |
0,9 |
1824,3 |
2343,2 |
2969,60 |
85,83 |
171,65 |
0,273 |
120 |
372 |
0,332 |
0,188 |
3345 |
0,184 |
3000 |
12 |
168,03 |
72,11 |
240,13 |
0,29 |
|
1-1РП10 |
1560 |
2368,83 |
1 |
1560 |
2368,8 |
2836,36 |
81,98 |
163,95 |
0,0307 |
35 |
176 |
1,12 |
0,214 |
767,1 |
0,184 |
3000 |
12 |
4,33 |
24,95 |
29,29 |
0,07 |
|
|
1560 |
2368,83 |
1 |
1560 |
2368,8 |
2836,36 |
81,98 |
163,95 |
0,0307 |
50 |
211 |
0,825 |
0,208 |
1095,9 |
0,184 |
3000 |
12 |
6,19 |
18,38 |
24,57 |
0,05 |
|
|
1560 |
2368,83 |
1 |
1560 |
2368,8 |
2836,36 |
81,98 |
163,95 |
0,0307 |
70 |
263 |
0,57 |
0,199 |
1534,2 |
0,184 |
3000 |
12 |
8,67 |
12,70 |
21,37 |
0,04 |
|
|
1560 |
2368,83 |
1 |
1560 |
2368,8 |
2836,36 |
81,98 |
163,95 |
0,0307 |
95 |
322 |
0,414 |
0,193 |
2082 |
0,184 |
3000 |
12 |
11,76 |
9,22 |
20,99 |
0,03 |
|
|
1560 |
2368,83 |
1 |
1560 |
2368,8 |
2836,36 |
81,98 |
163,95 |
0,0307 |
120 |
372 |
0,332 |
0,188 |
3345 |
0,184 |
3000 |
12 |
18,90 |
7,40 |
26,29 |
0,03 |
Л3 |
0-10 |
674 |
497,40 |
0,9 |
606,6 |
447,66 |
753,90 |
21,79 |
43,58 |
0,078 |
25 |
146 |
1,55 |
0,23 |
547,8 |
0,184 |
3000 |
12 |
7,86 |
6,20 |
14,06 |
0,08 |
|
|
674 |
497,40 |
0,9 |
606,6 |
447,66 |
753,90 |
21,79 |
43,58 |
0,078 |
35 |
176 |
1,12 |
0,214 |
767,1 |
0,184 |
3000 |
12 |
11,01 |
4,48 |
15,49 |
0,06 |
|
|
674 |
497,40 |
0,9 |
606,6 |
447,66 |
753,90 |
21,79 |
43,58 |
0,078 |
50 |
211 |
0,825 |
0,208 |
1095,9 |
0,184 |
3000 |
12 |
15,73 |
3,30 |
19,03 |
0,05 |
|
|
674 |
497,40 |
0,9 |
606,6 |
447,66 |
753,90 |
21,79 |
43,58 |
0,078 |
70 |
263 |
0,57 |
0,199 |
1534,2 |
0,184 |
3000 |
12 |
22,02 |
2,28 |
24,30 |
0,03 |
|
10-3 |
401 |
331,14 |
1 |
401 |
331,14 |
520,05 |
15,03 |
30,06 |
0,048 |
25 |
146 |
1,55 |
0,23 |
547,8 |
0,184 |
3000 |
12 |
4,84 |
1,82 |
6,65 |
0,03 |
|
|
401 |
331,14 |
1 |
401 |
331,14 |
520,05 |
15,03 |
30,06 |
0,048 |
35 |
176 |
1,12 |
0,214 |
767,1 |
0,184 |
3000 |
12 |
6,78 |
1,31 |
8,09 |
0,02 |
Л4 |
0-5 (РП10) |
437,5 |
446,34 |
1 |
437,5 |
446,34 |
625,00 |
18,06 |
36,13 |
0,108 |
25 |
146 |
1,55 |
0,23 |
547,8 |
0,184 |
3000 |
12 |
10,89 |
5,90 |
16,79 |
0,08 |
|
|
437,5 |
446,34 |
1 |
437,5 |
446,34 |
625,00 |
18,06 |
36,13 |
0,108 |
35 |
176 |
1,12 |
0,214 |
767,1 |
0,184 |
3000 |
12 |
15,24 |
4,26 |
19,51 |
0,06 |