3.3 Расчет компенсации реактивной мощности выше 1000в

(3.12)

где - расчетная суммарная реактивная мощность на шинах 10кВ распределительных пунктов,

- входная реактивная мощность, заданная энергосистемой.

Значение вычисляется по заданному значению cos=0,97-0,99.

(3.13)

Общая мощность БК меньше нуля , следовательно на ГПП БК не устанавливаем

Таблица 3.4
Результирующие электрические нагрузки ГПП 35/6 кВ
Наименование узла	Коэф. реактивной мощности cos f	Расчетная нагрузка				Количество и мощность трансформ. шт. кВА	Расчетный послеавар ток Ip A
		кВт	кВАр		кВА
		Рр	Qp		Sp
ЗРУ-6
Двигатели АД		1560,00	831,10
Двигатели СД		4160,00	-1108,13
ТП1, ТП2		1682,90	371,20			4х630
ТП3		784,10	262,39			2х630
ТП4		865,98	288,81			2х630
ЗРУ-6 без компенсации	0,99	8187,00	356,56		8194,76		789,48
Итого ЗРУ-6	0,99	55,34	500,53			2х6300
Потери в тр-рах ГПП		8242,34	857,08		8286,78		136,86

4 Картограмма электрических нагрузок

С целью определения места расположения главной понизительной подстанции предприятия определяют координаты активного и реактивного условного центра электрических нагрузок (УЦН).

Определим координаты х_а, у_а – центра активной нагрузки и х_а, у_а – центра реактивной нагрузки.

где Р_рi – расчётная активная мощность i-го цеха, кВт

х_i – координата по оси абсцисс до центра цеха, ед.

Где у_i – координата по оси ординат до центра цеха, ед.

Таблица 2.1

Расчет центра электрических нагрузок (ЦЭН)

Наименование цехов	Рр, кВт	Qр, кВт	Ri,м - (Р)	Х,м	Y,м	Рi*х	Pi*y	Qi*х	Qi*y	Ri,м - (Q)	освещение	Доля осветит нагр угол
Литейное производство	1139,72	843,16	22,74	253	84	288348	95736	213319	70825	17	47	7
Котельная	679,45	669,30	13,56	558	253	379133	171901	373471	169334	13	40	11
Насосная станция	1624,70	875,07	32,42	235	253	381805	411050	205642	221393	17	18	2
Компрессорная станция	4217,20	42,19	84,14	370	62	1560365	261467	15609	2616	1	18	1
Кузнечное отделение	397,06	330,86	7,92	474	68	188207	27000	156830	22499	7	51	23
Склад готовой продукции	28,28	19,59	0,56	582	88	16460	2489	11404	1724	0	14	89
Транспортный цех	68,65	42,80	1,37	146	46	10022	3158	6248	1969	1	46	121
Инструментальный цех	148,72	146,61	2,97	453	248	67371	36883	66415	36360	3	62	75
Материальный склад	48,57	31,37	0,97	30	92	1457	4469	941	2886	1	20	75
Административный корпус	266,17	187,46	5,31	137	271	36465	72131	25682	50802	4	49	33
Механический цех №1	231,71	302,41	4,62	34	254	7878	58854	10282	76811	6	49	38
Механический цех №2	131,29	229,06	2,62	334	264	43852	34661	76506	60472	5	51	69
ЦЭН- центр электрических нагрузок	8981,52	3719,89	179,20	332	131	2981363	1179797	1162350	717691	74

Итого: По расчетам принимается центр электрических нагрузок (с учётом эллипса сдвига) ЦЭН ГПП - (332:131)

Определяем радиус окружности активной мощности:

где Р_р – активная расчетная мощность, кВт

m – масштаб, кВт²/м ²

Определяем радиус окружности реактивной мощности:

где Q_р - реактивная расчетная мощность, кВар

Угол освещения определяется по формуле

В качестве примера приведен расчет диаграммы цеха приготовления.

Определяем радиус окружности активной мощности:

Определяем радиус окружности реактивной мощности цеха по формуле:

Определяем угол освещения по формуле:

5 Технико-экономические расчеты выбора схемы электроснабжения

5.1 Выбор напряжения питающей и распределительной сети

5.1.1 Выбор напряжения питания

Выбор напряжения питания, т.е. внешнего электроснабжения, зависит от мощности, потребляемой предприятием, его удаленности от источника питания, напряжения, имеющегося на источнике питания.

При возможности получения электроэнергии от двух и более источников питания напряжение следует выбирать на основе технико-экономического сравнения вариантов.

Для приближенного определения рационального напряжения U_рац воспользуемся формулами Илларионова или Стилла:

U_рац= (5.1)

По формуле (5.1) U_рац= кВ

U_рац= , (5.2)

По формуле (5.2) U_рац= кВ

где P - передаваемая мощность, МВт;

- расстояние от источника питания 10км.

Напряжение, полученное по формулам, нестандартное и для определения рационального стандартного напряжения принимаем два ближайших стандартных напряжения 35, 110 кВ и на основе технико-экономических расчетов определяем рациональное стандартное.

5.1.2 Выбор напряжения распределения

Для распределительных сетей завода сельскохозяйственной техникеизделий выбираем напряжение распределения 6кВ т.к. на заводе существует нагрузка номинальным напряжением питания 6кВ – асинхронные и синхронные электродвигатели

5.2 Технико-экономический расчет

Рисунок 5.1 Схема электроснабжения вариант 1

Рисунок 5.2 Схема электроснабжения вариант 2

5.2.1 Выбор выключателя ЗРУ-6кВ.

Расчет проводим только для высоковольтных двигателей компрессорной

При электроснабжении объекта по радиальной схеме выключатель распределительного устройства выбирается по расчетному аварийному току конкретного потребителя

В качестве высоковольтного выключателя принимаем к установке выключатель марки ВВ/TEL-10-800-10-31У Технические данные таблица 3.3.

Таблица 3.3

Технические данные выключателей

Наименование присоединения	Расчетный ток I,А	Тип выключателя	Iном,А
ВВСД	76	ВВ/TEL-10-20-800У3	800
Ввод РП-6кВ	250,48	ВВ/TEL-10-20-800У3	800
Секционный РП-6кВ	125,24	ВВ/TEL-10-20-800У3	800
Трансформаторы НТМИ	-	-	-

Наиболее экономичным решением электроснабжения является вариант, отвечающий техническим требованиям и имеющий наименьшие приведенные затраты. Если приведенные затраты отличаются на 5-10% (возможная точность расчетов), предпочтение отдается варианту с меньшими капиталовложениями, с лучшими качественными показателями. При рассмотрении вариантов критерием экономичности является минимум приведенных затрат.

Приведенные затраты определяются для изменяемой части сопоставляемых вариантов по выражению

(5.15)

1) тыс.тг

2) тыс.тг

где - коэффициент приведения, равный 0,12 1/год;

- капитальные вложения, тыс.тг

- ежегодные издержки производства при нормальной эксплуатации, тыс тг.

Капитальные вложения

(5.16)

1)

2)

где n – количество выключателей

К – стоимость вакуумного выключателя ВВ/ТEL, К=486,5 тыс.тг.[24]

К₁-стоимомть ячейки трансформатора напряжения К₁=220 тыс.тг.[24]

Ежегодные издержки производства при единовременном вводе сооружения в эксплуатацию определяется по соответствующим значениям амортизационных отчислений , расходов по эксплуатации :

(5.17)

1) тыс.тг.

2) тыс.тг

Амортизационные отчисления

(5.18)

1)

2)

где - норма отчислений на амортизацию принимаем равной соответственно 0,035

Эксплуатационные расходы

(5.19)

1)

2)

где - норма отчислений на текущий ремонт, принимаем равной соответственно 0,01

Предварительный выбор кабелей

Выбираем кабели, так как высоковольтные двигатели однозначно запитываем по радиальной схеме электроснабжения то затраты на них не учитываем

Выбор кабеля к высоковольтному двигателю

Исходные данные:

Uн=6 кВ;

I =83,9 А;

t` =25 C в земле;

l₂=0,24 км;

Определяем номинальный ток двигателя

_(6.4)

Выбор кабеля по допустимому току:

; (5.21)

, (5.23)

где Кt-коэффициент учитывающий температуру окружающей среды [1] таблица 1.3.3

Кпв- коэффициент учитывающий режим работы приемника,

Кпв=1-режим продолжительный [1]

Кn- коэффициент учитывающий количество рядом лежащих кабелей.

По таблице 1.3.16 [1] выбираем кабель:

.

Выбор кабеля по экономической плотности тока.

Определяем минимально допустимое значение:

j = ;

, (5.24)

где j_эк-экономическая плотность тока [1] таблица 1.3.26.

По таблице 1.3.16 [1] выбираем кабель с близким сечением:

.

Принимаем второй кабель, как наибольший.

Остальные расчеты сводим в таблицу 5.1 и 5.2 по двум вариантам

Расчет потерь электроэнергии и затрат на монтаж кабельной линии

Расчет потерь электроэнергии

Находим сопротивление для выбранного кабеля

R_Л=lr₀ (5.25)

R_Л=0,320,443=0,142

Приведенные потери электроэнергии в кабеле

W_КЛ =n (3I_р²R_Лτ10^-3_.) кВтч (5.26)

W_КЛ =1 (377,060,1420,0892,5)=6315,39кВтч

где n - количество кабелей;

R_Л и X_Л – сопротивление кабеля активное и реактивное, Ом

K_и.п- коэффициент изменения потерь активной мощности при передаче реактивной кВт/кВАр;

τ – коэффициент максимальных годовых потерь находим по справочным данным [12] рис 9.1.

Стоимость потерь электроэнергии

(5.27)

где,=8тенге/кВт·ч – стоимость потерь электроэнергии.

Все результаты сводим в таблицу 5.1и 5.2 по двум вариантам

Определяем полные приведенные затраты для обоих вариантов

Стоимость отчислений на амортизацию ремонт и обслуживание:

(5.28)

тыс. тг

тыс. тг

Для второго варианта учитываем стоимость монтажа двух кабельных линий от ГПП до РП

где - норма амортизационных отчислений от капитальных затрат;

- для ОРУ-110кВ и ниже – норма отчислений на обслуживание.

Приведённые затраты вычисляются по формуле:

(5.30)

тыс.тг,

тыс.тг

Все результаты сводим в таблицу 5.3 по двум вариантам

Таблица 5.2

Экономические характеристики кабельных линий

Направление	L длина	Расчет ный послеаварийн ток Ipa, А	Выбор по эконом плотности, мм2	тип кабеля	ro	xo	Приведенные потери в линиях	Стоимость потерь электроэнергии в линии составит	стоимость КЛ	амортизационные отчисления	Стоимость расходов на ремонт
Вариант 1
ГПП-СД	0,32	77,07	55,05	ААШвУ-6(3х70)	0,443	0,08	6315,39	50523,13	1600	56,00	16,00
ГПП-СД	0,33	77,07	55,05	ААШвУ-6(3х70)	0,443	0,08	6512,75	52101,97	1650	57,75	16,50
ГПП-СД	0,34	77,07	55,05	ААШвУ-6(3х70)	0,443	0,08	6710,10	53680,82	1700	59,50	17,00
ГПП-СД	0,35	77,07	55,05	ААШвУ-6(3х70)	0,443	0,08	6907,46	55259,67	1750	61,25	17,50
ГПП-СД	0,36	77,07	55,05	ААШвУ-6(3х70)	0,443	0,08	7104,81	56838,52	1800	63,00	18,00
ГПП-СД	0,37	77,07	55,05	ААШвУ-6(3х70)	0,443	0,08	7302,17	58417,37	1850	64,75	18,50
Итого								326821,48	10350	362,25	103,50
Вариант 2
ГПП-РП	0,38	308,29	110,10	ААШвУ-(3х185)	0,167	0,073	11308,54	90468,33	6840	239,40	68,40
ГПП-СД	0,05	77,07	55,05	ААШвУ-6(3х70)	0,443	0,073	986,78	7894,24	250,0	8,75	2,50
ГПП-СД	0,06	77,07	55,05	ААШвУ-6(3х70)	0,443	0,073	1184,14	9473,09	300,0	10,50	3,00
ГПП-СД	0,07	77,07	55,05	ААШвУ-6(3х70)	0,443	0,073	1381,49	11051,93	350,0	12,25	3,50
ГПП-СД	0,08	77,07	55,05	ААШвУ-6(3х70)	0,443	0,073	1578,85	12630,78	400,0	14,00	4,00
ГПП-СД	0,09	77,07	55,05	ААШвУ-6(3х70)	0,443	0,073	1776,20	14209,63	450,0	15,75	4,50
ГПП-СД	0,1	77,07	55,05	ААШвУ-6(3х70)	0,443	0,073	1973,56	15788,48	500,0	17,50	5,00
Итого								161516,48	9090	318,15	90,90

Суммарные приведенные затраты

(5.31)

тыс.тг

тыс.тг

Вывод: Согласно произведенным расчетам наиболее экономически целесообразным вариантом является вариант 1.строительство РП нецелесообразно

4. Выбор схемы внешнего и внутри объектного электроснабжения

1. Схема внешнего электроснабжения

Присоединяем трансформаторы ГПП магистральной ЛЭП, питающих через разъединитель и выключатель с перемычкой между питающими линиями.

5.3.2Схема внутри объектного электроснабжения

Сооружаем на территории предприятия ГПП. В качестве схемы объектного электроснабжения, в связи с преобладанием электроприемников первой категории, выбираем смешаную схему так как все основные приемники 6кВ находятся на небольшом расстояний от ГПП сооружение РП-6кВ применять не целесообразно соответственно ТП1-ТП4 и ВВСД -6 кВ , запитываем непосредственно от ЗРУ-6кВ ГПП

6 Расчет токов короткого замыкания

6.1 Расчёт токов к/з на шинах 35 кВ ГПП

Рисунок 6.1 Расчетная схема

Расчёт токов к/з проводится в относительных единицах, т.е. задаются базисными условиями и все сопротивления выражают относительно базисных условий.

Рисунок 6.2 Схема замещения для точки К-1

Задаемся базисными условиями

S_б=100мВА

=40кА

Так как мощность системы неизвестна расчет ведем как от системы неограниченной мощности

Определяем ток базисный 37кВ.

(6.1)

Определяем сопротивление системы

(6.2)

Определяем сопротивление линий 35кВ.

(6.2)

Упрощаем схему

(6.3)

6.1.1Определяем токи короткого замыкания;

Расчёт проводим как от системы неограниченной мощности

а)Ток сверхпереходный

(6.4)

б) Ударный ток К.3

(6.5)

где К_y = 1,8 – ударный коэффициент таблица 6.1[5]

в) Полное действующее значение тока

I_пд = I^// · (6.6)

I_пд = 2,031·

г) Мощность сверхпереходная

(6.7)

6.2 Расчет токов К.З. на стороне 6 кВ на шинах РУ-6кВ

Определяем сопротивление в относительных единицах

Определяем сопротивление трансформатора

(6.3)

(6.4)

Определяем токи короткого замыкания;

Определяем ток базисный 6,3кВ по формуле (6.1)

Ток сверхпереходный по формуле (6.4)

б) Ударный ток К.3 по формуле (6.5)

где К_y =1,8 ударный коэффициент таблица 6.1[5]

в) Полное действующее значение тока по формуле (6.6)

I_пд = 3,53·

г) Мощность сверхпереходная по формуле (6.7)

6.2.1 Подпитка высоковольтных двигателей токов К.З. ЗРУ-6кВ

Данные СД; n =3шт; Рн = 800 кВт; U_н =6кВ; η = 91 %; cos φ = 0.93

Определяем номинальный ток двигателя

_(6.4)

Сверхпереходное ЕДС

_(6.5)

где Хd”=0.15 – сверхпереходное сопротивление ([7] приложение 13)

Определяем ток подпитки в начальный момент времени

_(6.6)

Определяем ударный ток подпитки К.З. по формуле (6.5)

К_уд = 1.85 ([5] приложение 15)

т.к. два двигателя на секцию шин, то токи умножаем на три

(6.7)

(6.8)

(6.9)

Суммарный ток с учетом подпитки синхронных двигателей:

; (6.10)

; (6.11)

(6.12)