Студопедия
Случайная страница | ТОМ-1 | ТОМ-2 | ТОМ-3
АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатика
ИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханика
ОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторика
СоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансы
ХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника

Расчет компенсации реактивной мощности на шинах 10 кВ ГПП

Читайте также:
  1. II. Отнесение опасных отходов к классу опасности для окружающей природной среды расчетным методом
  2. III. Требования к обеспечению учета объемов коммунальных услуг в т.ч. с учетом их перерасчета
  3. А) Расчет себестоимости перевозки груза
  4. АКТИВНАЯ, РЕАКТИВНАЯ И ПОЛНАЯ МОЩНОСТИ
  5. Анализ расчета приземных концентраций загрязняющих веществ
  6. Аргументы против расчетливости в Гештальте
  7. Аудит расчетов с бюджетом в организациях сферы сервиса;

Составим схему замещения, показанную на рисунке 2.2.

 

 
 

 

Методика расчета компенсации на шинах ГПП :

1. Составляется уравнение баланса реактивной мощности на шинах 10 кВ относительно QВБК

 

QВБК = Qр 0,4+ SDQтр + Qрдсп +SQтДСП + Qрез – Qэ – QНБК - SQсд,

SDQтДСП=0.1´Sном.тр´N=0.1´5000´2=1000 кВар

SDРтДСП=0.02´Sном.тр´N=0.02´5000´2=200 кВт

 

где Qэ - входная реактивная мощность задается энергосистемой как экономически оптимальная реактивная мощность, которая может быть передана предприятию в период наибольшей нагрузки энергосистемы, определяется по формуле:

Qэ=0,23´ SРр=0,23´ (Рр0,4+DРтрСДрДСП+DРтрДСП)=0,23´(5191,12 + 2142+62,994 +

+2448+6000+200 ) = 3197,486 квар;

 

Qрез=0,1SQр=0,1 ´ (Qр 0,4 + DQт +QрДСП + DQтДСП) =

= 0,1 ´ (5517,28+333,406+1000+4188) = 1103,869 квар;

 

Тогда QВБК=5517,28+333,406+4188+1000+1103,869-3197,486-2400-1028,16 =5516,909 квар.

QВБК/2= 2758,455 квар, полученную реактивную мощность используем для компенсации на шинах ГПП. Для этого выбираем конденсаторные батареи для компенсации реактивной мощности типа УК-10,5-2700-У3,

где Qн =2700 квар, n = 2, S Qн = 5400 квар.

 

Расчет силовой нагрузки по комбинату цветной металлургии, включая низковольтную и высоковольтную нагрузки, потери в трансформаторах ЦТП, расчетные мощности по цехам, насосной, приведены в таблице 6 “Расчет уточненной мощности арматурного завода ”.

 

 


Таблица 6 Расчет уточненной мощности арматурного завода

№ цехов Количество ЭП Установленная мощность Ки Средняя нагрузка за макс.загр.см. Км Расчетная мощность Кз
n Рmin/Pmax кВт Общая ∑Рн квт Рсм кВт Qсм квар Рр
ТП1 (2х1000) 4-16   36,72            
6-80   468,00            
8a 8-120   528,0            
ТП2 (1х1000) 4-175              
5-15              
4-16              
ΣSн = 3000 кВА 50% осв                 396,06 198,03    
Qнбк = 3 х 300 = 900                          
Итого   4-175 0,5 1450,02 0,8 1188,8 1450,02    
                    284,41 134,70    
                    1 869,27 1 782,75    
                      -900    
                    1869,27 882,75 2067,22 0,7
ТП3 (2х1000) 4-18   15,75     5,77 0,00    
ΣSн = 2000 кВА 1-25   134,64     12,83 0,00    
Qнбк = 2х300 = 600 1-89       62,50 31,25    
    1-89 0,5 1578,39 0,75 81,10 31,25    
                    1164,75 1578,39    
                    1245,85 1609,64    
                      1009,64 1603,59 0,8
Итого                          
                           
ТП4 (2х1000) 5-120              
3-20   42,5            
1-25              
ТП5 (1х1000) 1-70   206,25            
2-25   140,30            
3-42   122,42            
ΣSн = 3000 кВА 50% осв                 396,06 198,03    
Qнбк = 3х300 =900   5-120 0,24 1577,5 1700,3 0,65 1025,375 1700,3    
Итого                   441,29 212,73    
                    1862,7298 2111,03818    
                      1211,04 2221,80 0,7
Итого на шинах 0,4кВ                   4977,84 3103,42 5866,02  
Потери в трансф.-х                   62,994 333,406 339,30  
Итого нагр. 0,4кВ привед                   5040,84 3436,83    
СД+ДСП                   5216,16    
Итого по заводу                   13182,84 8652,99    
                      3252,99 13578,26  

 

Загрузка...


Где итого по силовой нагрузке на 0,4 кВ по каждой группе ТП, отдельно расчетные нагрузки СД и ДСП, ВБК?


При решении задач оптимизации промышленного электроснабжения возникает необходимость сравнения большого количества вариантов. Много вариантность задач промышленной энергетики обуславливает проведения технико-экономического расчета, целью которого является определение оптимального варианта схемы, параметров электросети и ее элементов.

Питание завода электротермического оборудования осуществлено от подстанции энергосистемы неограниченной мощности, на которой установлено 2 трех обмоточных трансформатора мощностью по 40 МВА, напряжением U=115/37/10,5 кВ. Работа трансформаторов раздельная. Расстояние от подстанции энергосистемы до завода 6,5 км.

Для технико-экономического сравнения вариантов электроснабжения завода рассмотрим три варианта:

1. I вариант – ЛЭП 115 кВ;

2. II вариант – ЛЭП 37 кВ;

3. III вариант – ЛЭП 10,5 кВ.

 

 
 

Вариант 1

Рисунок 3.1 Первый вариант схемы электроснабжения

Выбираем электрооборудование по I варианту.

Выбираем трансформаторы ГПП:

 

 

Выбираем 2 трансформатора мощностью 10000 кВА,

 

Принимаем 2 трансформатора 2´10000 кВА, Кз=0,8, типа ТДН-10000-110/10,5

Паспортные данные:

Sн=10000 кВА, Uвн=115 кВ, Uнн=11 кВ, ΔPхх=10 кВт, ΔPкз=56 кВт,

Uкз=10,5 %, Iхх=0,26 %.

 

Определим потери мощности в трансформаторах ГПП

активной:

реактивной:

 

Определим потери электрической энергии в трансформаторах ГПП:

При двухсменном режиме работы Твкл=4000ч , Тмакс=3000ч.

тогда время максимальных потерь:

Потери активной мощности в трансформаторах:

ΔW=2(ΔPхх∙Tвкл+ΔPкзτ ∙Kз2) ;

ΔW=2(10∙4000+56∙1574,84∙0,7882)=189523,39 кВтч.

2. ЛЭП–110 кВ.

Полная мощность, проходящая по ЛЭП:

где расчет?

Расчетный ток, проходящий по одной линии:

;

Ток аварийного режима:

Iа=2∙Iр=2∙39,77=79,54 А.

По экономической плотности тока определяем сечение проводов:

;

где j=1,1 А/мм2 экономическая плотность тока при Тм=4000ч и алюминиевых проводах.

Принимаем провод АС –70 с Iдоп=265 А.

 

Проверим выбранные провода по допустимому току.

При расчетном токе:

Iдоп=265 А>Iр=39,77 А

При аварийном режиме:

Iдопав=1,3∙Iдоп=1,3∙265=344,5A>Iав=79,54 A .

Окончательно выбираем провод АС-70.

Потери электроэнергии в ЛЭП:

где R=r0∙L=0,45∙6,5=2,925 Ом,

где r0=3,14 Ом/км - удельное сопротивление сталеалюминевого провода сечением 70 мм2, l=6,5 км - длина линии.

Выбор выключателей, разъединителей, ОПН на U=110 кВ.

Перед выбором аппаратов составим схему замещения (рис.3.2.) и рассчитаем ток короткого замыкания.

Расчет Iкз (в о.е.).

 

Sб=1000 МВА; Sс=1100 МВА; Uб=115 кВ.

хс= Sс /Sб= 1100/1000=1,1 о.е.,

После расчета токов КЗ произведем выбор:

- выключатели В1 , В2:

100-SFMT-40E Mitsubishi Electric , Uр=110кВ= Uн=110кВ

Iн=1200 А³Iав=79,54 А ;

Iотк=40 кА³Iкз=4,5 кА;

Iпред= 40кА>iy=11,57 кА;

Iтерм=40*9 кА>Ik1*t2=4.5*9 кА;

- выключатели В3 , В4 :

100-SFMT-40E Mitsubishi Electric , Uр=110кВ= Uн=110кВ

Iн=1200 А³Iав=79,54 А ;

Iотк=40 кА³Iкз=3.79 кА;

Iпред= 40кА>iy= 9.64 кА;

Iтерм=40*9 кА>Ik1*t2=3.79*9 кА;

 

- разъединители:

Выбираем разъединитель типа S2DA Uр=110кВ= Uн=110кВ;

Iном=1250А >Iр=79.54 А;

Выбираем ОПН1: ОПН-П-110 УХЛ1 Uр=110кВ= Uн=110кВ

 

Определение капитальных затрат на выбранное оборудование

 

1) Затраты на трансформаторы ГПП: Ктр гпп=2×43,6=87,2 тыс у.е.=15696000тг.

2) Затраты на ЛЭП-110 кВ: Клэп110=l×Клэп=6,5×13,5=67,5 тыс.у.е.=12150000тг.

3) Затраты на выключатели В1-В4: КВ4,В5=4×16,24=64,96 тыс.у.е.=11692800тг

4) Затраты на разъединители: Кр=4×4,76=19,04 тыс.у.е.=3427200 тг.

5) Затраты на ОПН: Копн=2×Копн=2×530,27=1060,5 у.е.=190896 тг

Суммарные затраты: SКI= Ктр гпп+ Клэп110В1-В4 +Копн+Кр=

=15696+12150+11692,8+3427,2+190,9=43156900 .тг.

Стоимость оборудование очень маленькая

Определим издержки

Издержки на эксплуатацию ЛЭП:

Иэкс ЛЭП=0,028×КЛЭП=0,028×12150000 = 340200тг

Амортизация ЛЭП:

Иа ЛЭП=0,028×КЛЭП=0,028×12150000 = 340200тг

Издержки на эксплуатацию оборудования:

Иэкс об=0,03×Коб=0,03×31006896 = 930206,88 тг.

где Коб –суммарные затраты без стоимости ЛЭП.

Амортизация оборудования:

Иа об=0,063×Коб=0,063×31006896 = 1953434,45тг.

Стоимость потерь:

Ипот.=Сo×(Wтргпп+ Wлэп)=15×(189523,39 + ) = 2859338,55 тг Сo=15тг/кВт×ч

Суммарные издержки:

ИΣ1=Иа+Ипот+Иэ,

ИΣ1=340200+340200+930206,88+1953434,45+2859338,55= 6423379,88 тг.

Приведенные суммарные затраты:

ЗI=Е×КII, где Е=0,12-нормативный коэффициент эффективности кап.вложений

ЗI=0,12×43156900+6423379,88 = 11602207,88 тг..

 

Вариант 2

 
 

Рисунок 3.3 Второй вариант схемы электроснабжения не правильный рисунок

 

Выбираем электрооборудование по II варианту.

 

1. Трансформаторы ГПП 35/10

Принимаем два 2 силовых трансформатора 2´10000 кВА с Кз=0,788 типа ТДНС-10000/35/:

Паспортные данные:

Sн = 10 МВА; Pкз = 60 кВт; Uкз = 8%.

UВН = 36,75 кВ; Pхх = 11,5кВт;

UНН =10,5 кВ; Iхх = 0,6%;

 

Определим потери мощности в трансформаторах ГПП:

активной:

реактивной:

Определим потери электрической энергии в трансформаторах ГПП:

При двухсменном режиме работы Твкл=4000ч , Тмакс=3000ч.

тогда время максимальных потерь:

Потери активной мощности в трансформаторах:

ΔW=2(ΔPхх∙Tвкл+ΔPкзτ ∙Kз2) ;

ΔW=2(11,5∙4000+60∙1574,84∙0,7882)=209346,49 в чем измеряется

Полная мощность, проходящая по ЛЭП:

Расчетный ток, проходящий по одной линии:

;

Ток аварийного режима:

Iа=2∙Iр=2∙123,27 =246,54 А.

По экономической плотности тока определяем сечение проводов:

;

где j=1,1 А/мм2 экономическая плотность тока при Тм=4000ч и алюминиевых проводах.

Принимаем провод АС –70 с Iдоп=265 А.

 

Проверим выбранные провода по допустимому току.

При расчетном токе:

Iдоп=265 А>Iр=123,27 А

При аварийном режиме:

Iдопав=1,3∙Iдоп=1,3∙265=344,5A>Iав=246,54 A .

Окончательно выбираем провод АС-70.

Потери электроэнергии в ЛЭП:

где R=r0∙L=0,45∙6,5=2,925 Ом,

где r0=3,14 Ом/км - удельное сопротивление сталеалюминевого провода сечением 70 мм2, l=6,5 км - длина линии.

2. Выбираем трансформатор энергосистемы.

ТДТН-40000/110, Sн=40000 кВА, UВН=17,5 кВ, UНН=6,5 кВ, ∆Рхх=30 кВт,

∆Ркз=200 кВт , uкз=10,5 %? Iхх=0,23 %.

 

Определим γ1-коэффициент долевого участия завода в мощности трансформатора системы.

ΔW=2(ΔPхх∙Tвкл+ΔPкзτ ∙Kз2) ;

ΔWтрсист=2(30∙4000+200∙1574,84∙0,22)=264447,186

 

Выбор выключателей, разъединителей на U=35 кВ.

Перед выбором аппаратов составим схему замещения (рис.3.4.) по второму варианту и рассчитаем ток короткого замыкания.

 

Расчет Iкз (в о.е.).

Sб=1000 МВА; Sс=800 МВА; Uб=35 кВ.

хс= Sс /Sб= 800/1000=0,8 о.е.,

Хтр.сис= UВН∙ Sб/100∙Sн=17,5∙1000/100∙40=4,375о.е.,

 

Выбираем В1, В2 по аварийному току трансформаторов системы.

Выбираем выключатели типа EDT SKпроизводства АВВ:

Проверка выбранных выключателей:

Uр=35кВ≤ Uн=36кВ;

Iном=800 А >Iав=659,83 А;

Iоткл=25 кА>Ik1=3,19 кА;

Iпред= 25кА>iy=8,12 кА

 

Выбираем В4, В5 по аварийному току трансформаторов системы.

Выбираем выключатели типа EDT SKпроизводства АВВ:

Проверка выбранных выключателей:

Uр=35кВ≤ Uн=36кВ;

Iном=800 А >Iав=659,83 А;

Iоткл=25 кА>Ik2=2,19 кА;

Iпред= 25кА>iy=5,57 кА

Выбор выключателя В3:

IВ3= IАВ/2 =329,91 А

Принимаем выключатель EDT SKпроизводства АВВ:

Проверка выбранного выключателя:

Uр=35кВ≤ Uн=36кВ;

Iном=800А >Iав=329,91А;

Iоткл=25 кА>Ik2=2,19 кА;

Iпред= 25кА>iy=5,57 кА

 

- разъединители:

РНДЗ-2-35/1000У1 /13/:

Iн=1000 А ³ 659,83А;

Определение капитального затрат на выбранного оборудования

1) Затраты на трансформаторы ГПП: Ктр гпп=2×43,6=87,2 тыс у.е.=15696000тг.

2) Затраты на ЛЭП-35 кВ: Клэп35=l×Клэп=6,5×13,5=67,5 тыс.у.е.=12150000тг.

3) Затраты на выключатели В1-В4: КВ4,В5=5×16,24=81,2 тыс.у.е.=14616000тг

4) Затраты на разъединители: Кр=4×4,76=19,04 тыс.у.е.=3427200 тг.

Суммарные затраты: ∑КII= Ктр гпп+ Клэп35+КВ1-В4 +Кр=

=15696+12150+14616+3427,2=45889200.тг.

Где затраты на тр-ры и выключатели системы?

Определим издержки

Издержки на эксплуатацию ЛЭП:

Иэкс ЛЭП=0,028×КЛЭП=0,028×12150000 = 340200тг

Амортизация ЛЭП:

Иа ЛЭП=0,028×КЛЭП=0,028×12150000 = 340200тг

Издержки на эксплуатацию оборудования:

Иэкс об=0,03×Коб=0,03×33739200 = 1012176 тг.

где Коб –суммарные затраты без стоимости ЛЭП.

Амортизация оборудования:

Иа об=0,063×Коб=0,063×33739200 = 2125569,6тг.

Стоимость потерь:

Ипот.=Сo×(Wтргпп+ Wлэп +Wтрсист)=15×(209346,49+3407 ) = 3191302,35тг Сo=15тг/кВт×ч

Суммарные издержки:

ИΣII=Иа+Ипот+Иэ,

ИΣII=2125569,6+3191302,35+1012176+340200+340200= 7009447,95тг.

Приведенные суммарные затраты:

ЗII=Е×КII+ИII, где Е=0,12-нормативный коэффициент эффективности кап.вложений

ЗII=0,12×45889200+7009447,95 =12516151,95 тг

Вариант 3

L=6,5 км
 
 

Рисунок 3.5 Третий вариант схемы электроснабжения

Выбираем электрооборудование по III варианту.

1. Выбираем ЛЭП 10 кВ

Выбираем сечение проводов ЛЭП 10 кВ:

а) определим сечение провода по экономической плотности тока (jэк) :

где jэк=1,1 (для Al проводников при Тм=4000 ч)

Так как для ЛЭП 10 кВ максимальное сечение 120 мм2, то принимаем F=4´120=480 мм2 ³ 394.12 мм2.

Таким образом в 2 нитках по 4 линии 2´(4 АС-120);

б) по допустимому току в нормальном режиме:

Iдоп п.ров.= 380 А; N´Iдоп.ров.=4´380=1520 > 433,54 А.

в) по аварийному режиму:

Iав доп=1,3´Iдоп. пр. ´N =1,3´380´4 = 1976А ³ 867,07 А.

 

Определим потери электрической энергии в ЛЭП 10 кВ:

DWлэп 10=2´3´I ´R´10-3´t=2´3´433,542´0,44´1574,84´10-3=781445,53 кВт ч

где R=r0´L/4=0,27´6,5/4=0,44 Ом; r0=0,27 Ом/км удельное активное сопротивление провода АС-120.

Для выбора оборудования произведем расчет токов короткого замыкания

Расчет Iкз

 

Sб=1000 МВА; хс=0,8 о.е.; Uб=10,5 кВ;

Рис.3.6


iуд1=Куд iуд2уд

 

Мощность короткого замыкания:

Sк-1 = ´Uн´Iк-1 = ´10,5´ 12,02 = 156 МВА;

Sк-2 = ´Uн´Iк-2 = ´10,5´ 5,54= 126,4 МВА.

 

После расчета токов КЗ произведем следующий выбор:

- выбираем выключатели В1 2 на U=10 кВ

по аварийному току трансформаторов системы:

Iр= 1101 А

Принимаем выключатели типа ВМПЭ-10-3200-31,5 У3:

Iн=3200 А ³ Iав=2202 А; Iотк=31,5 кА ³ Iкз=12,02 кА;

Iпред сквоз=80 кА ³ 12,02 кА;Iпред терм стойк=31,5 кА ³ 22,1 кА.

- выбираем В3 – секционной выключатель:

Принимаем выключатель типа МКП-10-1600-31,5У3:

Iн=1600 А ³ Iав=1101 А; Iотк=31,5 кА ³ Iкз=12,02 кА.

- выбираем выключатели В4, В5:

Iав=867,07А; Iр = 433,54 А.

Принимаем выключатель типа ВМПЭ-10-1600-31,5У3:

Iн=1600 А ³ Iав=867,07А; Iотк=20 кА ³ Iкз=8,59 кА.

 

Для выбора наиболее рациональной схемы электроснабжения завода электротермического оборудования необходимо выполнить расчеты, которые обоснуют с технической и экономической точки зрения целесообразность выбранного варианта. Согласно бизнес-плану, изложенному в экономической части, принимаю к рассмотрению первый вариант, где электроэнергия передается до ГПП предприятия на напряжение 110 кВ и понижается до 10,5кВ.

 

Затраты на ЛЭП-10 кВ: Клэп10=N×l×Клэп=8×6,5×2,2=171,6 тыс.у.е.=30888000тг

Затраты на выключатели В4,В5: КВ4,В5=2×2,45= 4,9 тыс.у.е.=882000тг.

Затраты на выключатели В1,В2: КВ1,В2=g2×2×КВ1,В2=0,32×2×5,3=3,4 тыс.у.е.=612000тг

Затраты на выключатель В3: КВ3=g3×КВ3=0,32×2,45=0,78 тыс.у.е=140400тг

 

Суммарные затраты: SКI= Ктр гпп+ Клэп10В4,В5+Квв+ КВ1,В2В3

=30888000+882000+612000+140400=32522400 тг.

Суммарные издержки рассчитываются по формуле: SИII=Иа+Ипот+Иэ, у.е.

Амортизационные отчисления Иа насчитываются по годовым нормам амортизации Еа от капиталовложений на элементы электроснабжения: Иа=Еа. К

Для ВЛ-10 кВ на железобетонных опорах Еа=0,028

Для распредустройств и подстанций Еа=0,063

Амортизационные отчисления на оборудование:

Иа обор.=Еа обор×SКобор.=0,063× 4,9=0,30 тыс.у.е.=54000тг

Амортизационные отчисления на ЛЭП:

Иа лэп=Еа лэп×Клэп=0,028×171,6=4,8 тыс.у.е=864000тг.

Издержки на эксплуатацию оборудования:

Иэкспл.обор.=Еэкспл.обор×SКобор.=0,03×4,9=0,15 тыс.у.е.=27000тг

Издержки на эксплуатацию ЛЭП:

Иэкспл.лэп=Еэкспл.лэп×Клэп=0,0028×171,6=4,8 тыс.у.е.=864000тг

Стоимость потерь электроэнергии Со=0,028у.е/кВт. ч

Определим издержки на потери электроэнергии:

Ипот=Со(DWтр гпп+DWлэп10)=15×(781445,53)= 11721683тг.

Определим суммарные издержки:

III= Иа обор.+ Иэкспл.обор.+ Иа лэп+ Иэкспл.лэп+Ипот=

=54000+864000+27000+864000+11721683= 13530683тг.

Приведенные затраты, являющиеся мерой стоимости, определяются по выражению:

ЗIII.KIIIIII, где Е=0,12-нормативный коэф-т эффективности капиталовложений

ЗIII=0,12×32522400+13530683= 17433371тг.

Варианты Uн, кВ КS, тыс.у.е. ИS, тыс.у.е. ЗS, тыс.у.е.
I
II
III 10,5
           

 

Вывод: проходит I вариант по минимальным приведенным годовым затратам.


Дата добавления: 2015-09-02; просмотров: 603 | Нарушение авторских прав


Читайте в этой же книге: Выбор трансформаторов тока | Выбор силовых кабелей отходящих линий | Выбор изоляторов |
<== предыдущая страница | следующая страница ==>
Введение написать цели и задачи проектирования данного объекта, а это убрать| Выбор оборудования и расчет токов короткого замыкания U>1кВ

mybiblioteka.su - 2015-2021 год. (0.089 сек.)