ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 03.02.2024
Просмотров: 222
Скачиваний: 5
СОДЕРЖАНИЕ
1 Краткая характеристика инструментального цеха
2 Выбор напряжения и режима нейтрали для цеховой распределительной сети
3 Расчет электрических нагрузок цеха с учетом освещения
4 Определение числа и мощности цеховых трансформаторов и
4.1 Определение возможных вариантов
4.2 Технико-экономический расчёт вариантов
4.3 Выбор типа и группы соединения трансформаторов
4.4 Технико-экономический расчёт рассматриваемых вариантов
5 Выбор оптимального местоположения ТП и схемы цеховой электрической сети
5.1 Центр электрической нагрузки
5.2 Место установки трансформаторной подстанции
5.3 Выбор схемы цеховой электрической сети
5.4 Конструктивное устройство цеховой электрической сети
6 Выбор электрооборудования цеховой сети
6.1 Выбор магистрального шинопровода
6.2 Расчет и выбор распределительных шинопроводов и пунктов
6.3 Выбор защитной аппаратуры и сечения проводников
7 Выбор высоковольтного питающего кабеля и ячейки РП ГПП
8 Расчет токов короткого замыкания и проверка электрооборудования на устойчивость
8.2 Расчет однофазного тока короткого замыкания и проверка чувствительности защиты
9 Расчет отклонения напряжения и выбор отпайки трансформатора
4.2 Технико-экономический расчёт вариантов
Технико-экономический расчет вариантов осуществляется по минимуму приведенных затрат по вариантам
(18)
где Зктп, Зку – приведенные затраты на комплектную трансформаторную подстанцию (КТП) и компенсирующие устройства (КУ);
Ен – нормативный коэффициент эффективности (для объектов электроэнергетики 0,223);
К∑ – суммарные капитальные затраты на КТП и КУ;
С∑ – суммарные эксплуатационные издержки.
Суммарные капитальные затраты
(19)
где Ктр – стоимость (единовременные капиталовложения) трансформаторов, руб.;
ККТП – стоимость КТП, руб.;
ККУ – стоимость конденсаторной установки, руб. (для высоковольтных КУ – стоимость КУ и высоковольтной ячейки для ее подключения, может быть принята 100 тыс. руб.).
Суммарные эксплуатационные издержки
(20)
где С0 – удельная стоимость потерь электроэнергии в год, руб/(кВт∙год);
Δртр – потери активной мощности в трансформаторе;
ΔрВКБ, ΔрНКБ – удельные потери активной мощности в конденсаторных батареях, на стадии проектирования могут быть приняты 2,5 кВт/МВАр и 4,5 кВт/МВАр соответственно.
Удельная стоимость потерь электроэнергии в год по двухставочному тарифу
(21)
где а и b – основная (150 руб./кВт в месяц) и дополнительная (1,02 руб./кВт×ч) ставки тарифа на активную мощность и активную электроэнергию;
Тм – время использования максимума нагрузки.
Потери активной мощности в трансформаторе
(22)
где ΔРхх и ΔРкз – потери холостого хода и короткого замыкания трансформатора (технические характеристики);
β – реальный коэффициент загрузки трансформатора
(23)
Если приведенные затраты отличаются не более чем на 10%, то варианты считаются равно экономическими и выбирается вариант с наилучшими техническими показателями, например, двухтрансформаторная подстанция с компенсацией на низком напряжении.
4.3 Выбор типа и группы соединения трансформаторов
Тип трансформатора масляный, сухой и с негорючим диэлектриком выбирается на основании места установки трансформатора и категории помещения. Для внутренней установки могут применяться все типы, для наружной только масляные.
Сухие и с негорючим диэлектриком трансформаторы дороже масляных и применяются в местах, требующих повышенной безопасности (учебные заведения, шахты, метро и т.п.) и с повышенными требованиями к охране окружающей среды (курортные зоны, водозаборные станции), на взрывоопасных предприятиях (нефтяная и химическая промышленность). В случаях оптимизации схемы за счет установки трансформатора вблизи центра нагрузки, обоснованной технико-экономическим расчетом.
Масляные трансформаторы могут устанавливаться внутри помещения с учетом следующих основных условий (ПУЭ):
- установка в отдельной камере на первом этаже или в одном помещении с РУ напряжением 0,4 кВ до двух трансформаторов мощностью по 630 кВА, отделенных друг от друга перегородкой из негорючих материалов;
- установка на втором этаже или ниже уровня пола первого этажа на 1 м в не затапливаемых зонах при условии беспрепятственной транспортировки наружу и удаления масла в аварийных случаях, при этом не допускается размещать под помещениями с мокрым технологическим процессом и непосредственно над и под помещениями в которых в пределах площади занимаемой РУ или ТП одновременно могут находится более 50 человек в период более 1 часа;
- пол камеры должен иметь 2%-ный уклон в сторону маслоприемника;
- каждая камера должна иметь отдельный вход нагружу или в смежное помещение категории Г (умеренная пожароопасность – негорючие вещества и материалы в горячем, раскаленном или расплавленном состоянии, процесс обработки которых сопровождается выделением лучистого тепла, искр и пламени, и (или) горючие газы, жидкости и твердые вещества, которые сжигаются или утилизируются в качестве топлива) или Д (пониженная пожароопасность – негорючие вещества и материалы в холодном состоянии).
Схема и группа соединения трансформатора.
Согласно ТПК 45-4.04-296-2014 (Силовое и осветительное электрооборудование промышленных предприятий) п. 6.2.1. По условиям надежности действия защиты от однофазных замыканий в сетях напряжением до 1000 В с глухозаземленной нейтралью рекомендуется применять трансформаторы со схемой соединения обмоток «звезда-зигзаг» при мощности до 250 кВА и со схемой «треугольник-звезда» — при мощности 400 кВА и более. В настоящее время промышленностью выпускаются трансформаторы Y/Y0 – 0, Y/Z0 – 11 и Δ/Y0 – 11.
Группа Y/Y0 – 0 отличается повышенным сопротивлением нулевой последовательности, что затрудняет защиту от однофазных коротких замыканий на корпус и т.п., поэтому для питания цеховых сетей не рекомендуются.
4.4 Технико-экономический расчёт рассматриваемых вариантов
Удельная стоимость потерь электроэнергии в год
1 вариант. Sн.тр=1×1000 кВА, Qнку=226,6 кВАр; Qт=307 кВАр
По QНКУ=226,6 кВАр выбирается ближайшая по мощности стандартная батарея (прил. 5) КРМ 0,4-225 стоимостью 89,1 тыс.руб., QНКБ=225 кВАр, следовательно, Qт=307-225=82 кВАр. Распределение реактивных мощностей и стандартных компенсирующих устройств представлены на рис. 4.
Рис. 4-Принятое распределение реактивных мощностей и стандартных компенсирующих устройств по вариантам рисунки не верны
Цех питается по радиальной схеме, следовательно, шкаф ввода высокого напряжения не требуется. Принимается тупиковая комплектная трансформаторная подстанция КТП-ТК-800/10(6)/0,4, стоимостью 195 тыс.руб.
В КТП устанавливается масляный трансформатор ТМГ-1000/10(6)/0,4 схема соединения Δ/Yн-11, стоимостью 400 тыс.руб. В данном случае установка ТП внутри цеха не предусматривается и нет предпосылок для применения более дорогих трансформаторов. Технические характеристики трансформатора: ΔРхх=10500 кВт; ΔРкз=1400 кВт.
Потери в трансформаторе
ТЭР 2а варианта
Для двухтрансформаторной подстанции расчетные мощности необходимо разделить между двумя трансформаторами.
По QНКУ=226,6 кВАр выбираются ближайшие по мощности стандартные батареи 2×КРМ 0,4-110 стоимостью 2×55 тыс.руб., QНКБ=2×110 кВАр, следовательно, Qт=307-220=87 кВАр. Распределение реактивных мощностей и стандартных компенсирующих устройств представлены на рис. 4.
Принимается тупиковая комплектная трансформаторная подстанция 2КТП-ТК-400/10(6)/0,4, стоимостью 328 тыс.руб.
В КТП устанавливаются два масляных трансформатора ТМГ-400/10(6)/0,4 схема соединения Δ/Y
н-11, стоимостью 315 тыс.руб. каждый. Технические характеристики трансформатора:
ΔРхх=5,4 кВт; ΔРкз=0,75 кВт.
Потери в трансформаторах
Приведенные затраты по (21)
Расчет затрат по вариантам приведен в таблице 4.
Таблица 4-Расчетные затраты на КТП и КУ по вариантам
N | QНКБ кВАр | QВКБ кВАр | Qт кВАр | β2 | ΔРхх кВт | ΔРкз кВт | ΔРтр кВт | Ктр т.руб | ККТП т.руб | КНКБ т.руб | КВКБ т.руб | Зпр т.руб |
1 | 1000 | - | 225 | 0,82 | 10,5 | 1,4 | 1 | 947 | 195 | 89,1 | - | 286,37 |
2а | 400 | - | 225 | 0,52 | 5,4 | 0,75 | 2 | 315 | 315 | 110 | - | 255,74 |
Нет вариантов с ВКБ
Остальные варианты представленные на рис.3 в не рассматриваем, так как при расчётах получается отрицательное значение реактивной мощности. Там все нормально получается
На основании полученных данных к установке принимается двухтрансформаторную подстанцию с трансформатором ТМГ 400/10/0,4 и с установкой низковольтной батареей 2хУКМ58-0,4-110-25У3 (установка конденсаторная модифицированная с автоматическим регулированием напряжением 0,4 кВ, номинальной мощности 110 кВАр с 16 ступенями регулирования по 25 кВАр для умеренного климата (У) 3 категории размещения в помещениях без искусственного климата).