36
Вопрос увеличения показателя экономической эффективности
производственной деятельности заключается в том, чтобы на все единицы
материальных, трудовых и финансовых ресурсов получать значительный рост
объема изготовления продукции.
Данное обстоятельство, в конечном итоге, означает рост
результативности труда, что выступает в качестве критерия повышения
эффективности производственной деятельности.
Проблема повышения эффективности производственной деятельности
является не новой, в той или иной интерпретации она существует с периода
появления материального производства и является отражением взаимосвязи
производственных отношений конкретного способа производственной
деятельности.
При условиях развития рыночных отношений, когда результативность
деятельности одних участников рынка находится в зависимости от
слаженности и четкости деятельности прочих участников, проблема
эффективности производства является определяющей.
Важное значение в управлении производственной деятельности
принадлежит умению наиболее объективно оценивать эффективность
процесса изготовления продукции на предприятии.
Применяя имеющиеся средства труда, рабочие осуществляют
изготовление продукции или оказание производственных услуг. Данное
обстоятельство означает, что, во-первых, осуществляются затраты труда, а, во-
вторых, формируются результаты производственной деятельности.
В свою очередь, результаты производства находятся в зависимости от
масштабов используемых средств производства, трудового потенциала и
степени его использования.
Эффективность производственной деятельности – комплексное
отражение результата применения средств производства и трудовых ресурсов
за конкретный промежуток времени.
37
Успешность деятельности предприятия состоит в непрерывном росте
эффективности производственной деятельности, постоянной оценке
производственных показателей, разработке и реализации направлений
повышения эффективности производственных процессов.
Глава 2 Электротехнические расчеты и выбор оборудования
подстанции
2.1 Расчет нагрузок ПС
Для питания потребителей необходимы 14 линий по 1,2 МВт каждая.
Таким образом, планируется 7 линий на 1 секцию 10 кВ.
38
Расчет мощности подстанции приведен в таблице 1.1.
Таблица 1.1 – Расчет нагрузки ПС
Присоединение
Р, МВт
сos
S, МВА
I, А
Ф-1
1,5
0,8
1,875
108
Ф-3
1,5
0,8
1,875
108
Ф-5
1,5
0,8
1,875
108
Ф-7
1,5
0,8
1,875
108
Ф- 9
1,5
0,8
1,875
108
Ф-11
1,5
0,8
1,875
108
Ф-13
1,5
0,8
1,875
108
1 СШ 10 кВ
10,5
0,8
13,125
756
Ф-2
1,5
0,8
1,875
108
Ф-4
1,5
0,8
1,875
108
Ф-6
1,5
0,8
1,875
108
Ф-8
1,5
0,8
1,875
108
Ф-10
1,5
0,8
1,875
108
Ф-12
1,5
0,8
1,875
108
Ф-14
1,5
0,8
1,875
108
2 СШ 10 кВ
10,5
0,8
13,125
756
Итого по ПС
21
0,8
26,25
1512
2.2 Выбор трансформаторов
На подстанции устанавливаются два трансформатора (не более двух),
затем выбирают определенную мощность. В номинальном режиме (суммарно)
учитывается загрузка трансформатора – не более семидесяти процентов от
максимального процента нагрузки [1].
Благодаря существующей практике проектированя, исходя из условий
возможной перегрузки выбирается мощность подстанционных
трансформаторов. А именно – сорок процентов (максимум нагрузки в режиме
послеаварийного характера. Поэтому существует практика устанавливаться
трансформатор, учитывая возможную перегрузку, чтобы каждый
трансформатор смог воспринять основную нагрузку подстанции на себя, в
случае выхода из строя другого трансформатора.
39
Sн.тр. ≥ Smax / 1,4, (1.1)
где Smax - максимальная расчетная мощность подстанции,
Sн.тр. ≥ 26,25/ 1,4 =18,75 МВА.
Принимаются к установке трансформаторы ТРДН-25000/110.
Трансформаторы ТРДН трехфазные с расщепленной обмоткой НН,
масляные с дутьем и естественной циркуляцией масла, с регулированием
напряжения под нагрузкой (РПН).
Структура условного обозначения трансформатора:
Т - трехфазный трансформатор,
Р – расщепленная обмотка НН,
Д - охлаждение с естественной циркуляцией масла и дутьем воздуха,
Н - регулирование напряжения под нагрузкой РПН диапазон ±9х1,3%,
25000 - номинальная мощность трансформатора, кВА,
110 - класс напряжения на стороне ВН, кВ.
Паспортные данные приведены в таблице 1.2.
Таблица 1.2 – Паспортные данные силового трансформатора
S, МВА
Uвн, кВ
Uнн, кВ
Uк, %
K
P
, кВт
X
P
, кВт
X
I
, %
25
115
10,5-10,5
10,5
120
27
0,7
Потери электроэнергии в трансформаторе определяются по формуле:
2
х.х .
н
м
кз
S
W P T P
S
, (1.2)
где
х.х
P
– потери мощности холостого хода, кВт;
.кз
P
– потери мощности короткого замыкания в обмотках, кВт;
м
S
- расчетная (максимальная) нагрузка трансформатора, МВ
А;
н
S
– номинальная мощность трансформатора, МВ
А;
40
Т – продолжительность работы трансформатора, равная 8760 ч;
- продолжительность максимальных потерь, определяется в
зависимости от числа часов использования максимальной нагрузки Т
М
, ч; для
сельского хозяйства Т
М
=3000 ч.
-4 2
max
(0,124 Т 10 ) 8760 ;
(1.3)
-4 2
(0,124 3000 10 ) 8760 1574
час,
2
11
13,125
27 8760 120 1574 288580
25
WW кBm ч
Потери на подстанции
1
2WW
, (1.4)
2 288580 577160 577,16W кBm ч МВтч
.
Электроэнергия, переданная потребителям
НБ
W PT
, (1.5)
21 3000 63000W
МВтч.
Процент потерь
%
100%
W
W
W
, (1.6)
%
577,16
100% 0,92%
63000
W
.
На переменном оперативном токе проектируются подстанции средней
мощности (единичная мощность до 63 МВА). Но в данном случае будет
использоваться микропроцессорная защита, поэтому необходимо
использование постоянного оперативного тока.
Энергию системы собственных нужд подстанции принимают на себя
обогревы МВ, электродвигатели систем охлаждения трансформаторов, шкафы
41
с электрическими аппаратами и приборами (установленными в данные
шкафы), а также система пожаротушения, освещение и отопление.
Установленную мощность трансформатора собственных нужд (ТСН)
подстанции
S
СН.
≥ 0,005Smax, (1.7)
S
СН.
≥ 0,005х26,25=0,131 МВА.
Выбирается трансформатор ТМ-160 10/0,4 кВ. Количество ТСН – 2 шт.
Паспортные данные приведены в таблице 1.3.
Таблица 1.3 – Паспортные данные ТМ-160/10
S, МВА
Uвн, кВ
Uнн, кВ
Uк, %
K
P
, кВт
X
P
, кВт
X
I
, %
0,16
10
0,4
4,5
1,3
0,2
2,5
2.3 Выбор компоновки ПС
Подстанция монтируется на базе комплектной трансформаторной
подстанции (КТПБ), изготавливаемой на ОАО «Самарский завод
«Электрощит».
Из силовых трансформаторов, грозозащиты, заземления, ограды,
открытого распределительного устройства (ОРУ) 110 кВ; КРУН 10 кВ состоит
КТПБ 110кВ.
Подстанция комплектуется двумя трансформаторами ТРДН-25000/110.
В месте установки фундамента под трансформатор производят выемку грунта
пучинистого типа на уровень глубины промерзания, затем производят замену
его песком крупнозернистого типа. Для силовых трансформаторов фундамент
из железобетонных плит сборного типа, после чего укладывают их на
гравийно-балластную подушку. Под силовые трансформаторы располагают
маслоприемники, затем укладывают слой грунта высотой не менее 25 см.
Трубопроводами из асбестоцементных безнапорных труб осуществляется
42
вывод трансформаторного масла в случае аварий в выключателях и силовых
трансформаторах. Трубы имеют диаметр 200мм. Масло отводится за пределы
территории подстанции в маслоуловитель объемом 60 м
3
.
Из смонтированных высоковольтных, главных и вспомогательных
цепей, ОПУ, гибкого и жесткого ошиновка состоит ОРУ 110 кВ.
Блоки 110 кВ могут различаться по назначению. Это: блок
разъединителей, трансформаторов тока, напряжения и блока выключателя.
Жесткая и гибкая ошиновка применяются в ОРУ 110 кВ и различаются
тем, что из труб алюминиевого сплава изготавливается жесткая ошиновка, а
перемычки и отпайки выполняются проводом марки АС.
Для присоединения к силовому трансформатору ячеек ввода 110 кВ и
КРУН-10 кВ применяется гибкая ошиновка.
А в наземных железобетонных лотках прокладываются контрольные
кабеля по территории подстанции.
ОПУ представляют собой отдельное помещение с устройствами
защиты, управления и сигнализации и аппаратурой высокочастотной связи.
С помощью лампы переносного типа (36 В напряжение лампы)
осуществляют местное освещение. Каждый осветительный прибор – это
установки ОУ-2, на которые устанавливают по четыре светильника на семи
метрах высоты.
Блоками поставляются КРУН 10 кВ. По две ячейки в каждом блоке
Блок КРУ состоит из высоковольтной части и поставляются КРУ полностью
собранными в пределах блока вспомогательными и главными цепями. КРУ
смонтирован на жесткой раме, защитной оболочке из металлического
коридора управления.
43
Грозозащиту на подстанции осуществляют благодаря стержневым
молниеотводам, которые устанавливаются на отдельно стоящую опору и на
опору концевого типа ВЛ.
Во избежание аварии на подстанции (авария напряжения вследствие
повреждения изоляции) осуществляют заземление блоков, шкафов КРУ,
трансформаторов и иных металлических частей благодаря созданию
электрического контакта с контуром заземления подстанции.
7 метров – место расположения наиболее высокой точки. 45 х 36 м –
общие размеры подстанции, в рамках которых существуют места проезда и
ограда КТПБ 110 кВ. Для проезда устанавливают ворота, а ограду выполняют
из профнастила высотой 1,8 м.
44
Электротехнические расчеты и выбор оборудования подстанции
Для выбора оборудования необходимо рассчитать токи нормального
режима и токи коротких замыканий.
Различают рабочие токи нормального и утяжеленного режима. Под
нормальным режимом установки понимают режим, при котором все
присоединения находятся в работе или в состоянии рабочей готовности. Под
утяжеленным режимом понимают ремонтный или послеаварийный режим.
Номинальный расчетный ток, протекающий через выключатель 110
кВ трансформатора
(110)ном
I
, кА,
(110)
,
3
ном
ном
ном
S
I
U
(2.1)
где S
ном
- номинальная мощность трансформатора, МВА;
(110)
25
0,126 .
3 115
ном
I кА
Номинальный расчётный ток, протекающий через выключатель 10 кВ
трансформатора,
(10)ном
I
, кА:
(10)
,
3
ном
ном
ном
S
I
U
(2.2)
(10)
25
1,37 .
3 10,5
ном
I кА
Наибольший рабочий ток, протекающий через трансформатор
max
I
, кА,
max
1,4
ном
II
, (2.3)
max110
1,4 0,126 0,176I
кА,
max10
1,4 1,37 1,92I
кА,
Расчет токов сведен в таблицу 2.1.
45
Таблица 2.1 – Токи нормального и утяжеленного режимов
Присоединение
Напряжение
Iнорм, А
Imax, А
Трансформатор
110
126
176
10
1370
1920
СВ 10 кВ
10
756
1370
Линия 10 кВ
10
108
108
2.4 Расчет токов короткого замыкания
При эксплуатации электрических сетей важное значение играет
уровень токов короткого замыкания (КЗ). Величина токов КЗ влияет на выбор
оборудования и уставок релейной защиты.
Для выбора силового оборудования необходимо рассчитать токи
короткого замыкания в РУ 110 кВ и в РУ 10 кВ.
Схема замещения рассчитывается в именованных единицах. Расчёт
проводится без учёта активных сопротивлений элементов сети, так как их
величина незначительно влияет на величину тока КЗ, кроме того, их учёт
приводит к снижению самого тока КЗ, поэтому фактически оборудование
будет выбрано по большему току, чем реальный.
2.4.1 Расчет трехфазного тока КЗ
Базисное напряжение основной ступени принимается равным
.
115
Б ОСН
U кВ
.
Сопротивления двухобмоточных трансформаторов
T
X
,
T
R
, Ом,
2
,
100
НОМ
K
T
НОМ
U
U
X
S
(2.4)