Приклад виконання практичного завдання
Методику розрахунку ТЕЕ пускової системи проілюструємо на прикладі приводного СД перетворювального агрегату екскаватора ЕШ–15/90.
Синхронний опір двигуна:
Ом.
Розрахунковий струм двигуна:
А.
З урахуванням додаткового навантаження,
параметри трансформатора живлення
ТМ-6300/35:
кВА;
кВт,
кВт,
.
Опір розсіювання трансформатора:
Ом.
Як приклад розглянемо дволанцюгову
лінію довжиною
км,
кожна фаза якої складається із двох
паралельних ланцюгів загальним перетином
240 мм2. Опір кожного ланцюга
Ом.
Струм короткого замикання наприкінці лінії:
А.
Пусковий струм двигуна:
А.
Кратність струму короткого замикання пусковому струму:
.
Напруга на затискачах двигуна при його пуску:
кВ.
Для лінії, що складає із двох паралельних
ланцюгів загальним опором
Ом, напруга на затискачах синхронного
двигуна:
кВ.
Зниження максимального моменту асинхронного двигуна, що має безпосереднє включення біля екскаватора, при пуску СД:
,
.
Пусковий струм для дволанцюгової лінії:
А.
Струм к.з. і кратність струму к.з. при дволанцюговій лінії:
А;
.
Аналіз отриманих даних показує, що кратність пускового струму й струму короткого замикання вкрай низька, що ускладнює створення селективного захисту, особливо за наявності додаткових паралельних споживачів. Крім того, навіть при використанні дволанцюгової лінії, зниження напруги живлення неприпустимо велике, що виключає усталену роботу асинхронних машин, що підключають наприкінці лінії.
Збільшення потужності трансформаторів живлення незначно впливає на якісні характеристики напруги під час запуску машини. Таким чином, гранично припустима довжина кабелю від підстанції до екскаватора, в умовах енергосистеми нескінченно великої потужності, не перевищує 1-2 км. Для систем обмеженої потужності цей параметр ще менше.
Зниження напруги живлення при пуску не знижує теплове навантаження обмоток, тому що зі зниженням напруги зменшується струм у пусковій обмотці, однак росте час пуску (обернено пропорційно квадрату ступеня зниження напруги живлення). Загальна енергія втрат залишається при цьому незмінною.
При запуску СД від системи полегшеного пуску відхилення напруги в лінії живлення будуть викликані тільки змінами навантаження (орієнтовно приймаємо +5% -10%, тобто 15% від номінальної відповідно до вимог ДЕРЖСТАНДАРТУ 1367).
Тоді, при струмі СД 226 А, припустима довжина лінії 6 кВ:
км,
що приблизно в 2 рази вище прийнятих значень. При плавному запуску, з’являється можливість живлення екскаватора від однієї підстанції, що дозволяє одержати додатковий економічний ефект за рахунок від відмови будівництва декількох підстанцій 35/6 кВ.
Визначимо економічний ефект на підставі наведених вище даних, які можна виразити в реальних цифрах стосовно до одного крокуючого екскаватора.
Економічний ефект, обумовлений виключенням витрат на ремонт СД (без обліку, монтажу, демонтажу, транспортних витрат):
грн,
де
– коефіцієнт
відмови СД, приведений до року експлуатації;
грн. – витрати на ремонт СД.
Економічний ефект, обумовлений виключенням витрат на ремонт електродвигунів систем привода постійного струму (без обліку монтажу, демонтажу, транспортних витрат):
грн,
де
– коефіцієнт відмови електродвигунів
систем привода постійного струму
приведений до року експлуатації; п =
6 – кількість
електродвигунів;
грн – витрати на ремонт електродвигуна.
Економічний ефект від переходу із
дволанцюгової на одноланцюгову лінію
живлення оцінюється з розрахунку
загальної приведеної довжини лінії (
км) за весь строк експлуатації,
приведеної до одного року:
грн,
де
грн – вартість 1 км проводу А-120;
– число фаз лінії;
років
– прийнятий строк експлуатації;
– коефіцієнт, що враховує збільшення
вартості дволанцюгової лінії в порівнянні
з одноланцюговою.
Економічний ефект, обумовлений відмовою від будівництва (пересування) понижуючих підстанцій, приведений до одного року:
грн,
де
грн – вартість П/СТ 35/6;
– приведене число понижуючих підстанцій.
Якщо враховувати вартість трансформаторів,
що вводять знову (трансформатор
ТМПУ-6300/35 - 209720 грн.), то
грн.
Економічний ефект, обумовлений зниженням витрат електричної енергії:
грн.,
де
грн – тариф за 1 кВт·ч;
– економія електроенергії в рік, кВт·год:
кВт·ч,
де
кВт – сумарна економія потужності
крокуючого екскаватора при модернізації;
– кількість робочих днів у році;
–
тривалість доби в годинах;
– коефіцієнт використання крокуючих
екскаваторів.
Сумарний розрахунковий економічний ефект за один рік експлуатації:
Приведений економічний ефект за перший
рік (з огляду на виключення витрат на
капітальний ремонт БМУ (36000грн.) і вартості
мідного лома (680кг
15
грн = 10200 грн), що знімається з екскаватора
при модернізації), складе:
грн.
Таблиця 4.3 – Витрати при впровадженні пускової системи
№ пор. |
Найменування устаткування й виконувані роботи |
Вартість од., грн |
Кількість, шт. |
Сума, грн |
1 |
Тиристорний перетворювач із системою керування, реверсивний |
30000 |
3 |
90000 |
2 |
Тиристорний перетворювач із системою керування, нереверсивний |
18000 |
4 |
72000 |
3 |
Система контролю температури двигунів і генераторів |
10000 |
1 |
10000 |
4 |
Система полегшеного запуску синхронних двигунів |
20000 |
1 |
20000 |
5 |
Виконання монтажних і налагоджувальних робіт |
150000 |
|
150000 |
6 |
Невраховане устаткування (за варіантом) |
20000 |
|
20000 |
Усього: |
Ео=362000 |
|||
Річний економічний ефект при нормативному
строку амортизації 6,5 року (де
–
норматив окупності капітальних вкладень):
грн.
Економічний ефект за перший рік експлуатації:
грн.
Витрати на модернізацію окупляться за рахунок отриманого економічного ефекту протягом наступного строку:
місяців,
при гарантійному терміну служби устаткування, що вводиться, більше 10 років.