Диплом: Оптимизация управления проектированием системы электроснабжения завода сельскохозяйственной техники

Внимание! Если размещение файла нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам
35
Рисунок 1.2 – Магистральная схема электроснабжения термического цехаﮦ,
цеха шестерён, участка отгрузки готовой продукции, административно-
бытовых помещений
36
Для выбора из двух вариантов схемы электроснабжения необходимо
провести их экономическую оценку. Главным критерием такой оценкﮦи
согласно [12] является максимум эффектаﮦ:
T T T
Э Р З max  
,
(1.5)
где Р
T
стоимостная оценка результатов осуществления одного из
вариантов за расчетный период;
З
T
стоимостная оценка затрат на осуществление одного из
вариантов за расчетный период [4].
Рассматриваемые варианты характеризуются тем, что выгоды по ним
не отличаются (Р
T
= const). Предполагается, что эксплуатация происходит с
неизменными годовыми издержками, потери энергии, затраты на ремонт и
обслуживание и другие затраты не меняются в течение рассматриваемого
срока эксплуатации (З
T
= const). Поэтому максимум эффекта будет
определяться по минимуму годовых приведенных затрат:
T
З min
.
(1.6)
Приведенные затраты определяются для отличающихся частей
рассматриваемых вариантов по выражению:
T
З K Cr  
,
(1.7)
где Kкапитальные затраты сравниваемых вариантов, руб;
C – годовые издержки эксплуатации, руб.
Реальная процентная ставка определяется по выражению:
н
0,12 0,085
0,03
1 1 0,085
Eb
r
b
  

,
(1.8)
где E
н
номинальная процентная ставка, 1/год;
bсредний уровень инфляции, 1/год.
Годовые издержки эксплуатации при единовременном вводе в
эксплуатацию данного сооружения определяются:
а ро э
C C C C  
,
(1.9)
где С
а
годовые амортизационные отчисления, руб./год, по
выражению;
37
С
ро
годовые затраты на текущий ремонт и обслуживание, руб./год, по
выражению;
С
э
стоимость годовых потерь электроэнергии в элементах системы
электроснабжения, руб./год, по выражению [6].
Амортизационные отчисления определяются по годовым нормам
амортизации (p
а
) от капиталовложений (К) на сооружаемые элементы
электроснабжения:
аа
CKp
.
(1.10)
Годовые затраты на текущий ремонт и обслуживание определяются по
годовым нормам отчислений на текущий ремонт и обслуживание (p
ро
):
ро ро
C pK
.
(1.11)
В соответствии с приведенными выражениями формулу (1.8) можно
привести к следующему виду:
э
З K Cp  
,
(1.12)
а0
p r p p  
,
(1.13)
где p – суммарный коэффициент отчислений от капитальных затрат,
о.е;
p
а
норма амортизации, о.е;
p
0
коэффициент отчисления на ремонт и обслуживание, о.е. [7].
Стоимость потерь электроэнергии:
э у.е
CCW  
,
(1.14)
где ΔWгодовые потери активной электроэнергии, кВт·ч;
C
у.э
тариф на электроэнергию, руб/кВт·ч.
Двухставочный тариф на электроэнергию:
у.е
М
C
T

,
(1.15)
где α – плата за мощность, 882 руб/кВт в месяц;
βплата за энергию, 1,42 руб/кВт·ч;
T
М
годовое число часов использования максимума нагрузки, равное
4960 ч для машиностроительной промышленности.
38
у.е
М
882
C 1,42 1,59.
T 4960
    
Годовые потери активной электроэнергии в кабельных линиях
электропередачи рассчитываются по формуле:
2
3l
W P I
F


      
,
(1.16)
где ΔP – потери активной мощности, кВт;
ρудельное сопротивление жилы кабеля, Ом·мм
2
/м;
Fсечение жилы, мм
2
;
Iрасчетный ток жилы кабеля, кА;
lдлина кабельной линии, м;
τ – время максимальных потерь, равное:
М
М
г
T
0,7 T при 0,7
T
  
;
(1.17)
2
ММ
гг
TT
при 0, 7
TT

,
(1.18)
где T
г
годовое время работы, ч.
М
г
T
4960
0,75;
T 6400

2
2
м
г
Т
4960
3844.
Т 6400
  
Исходя из приведенных формул затраты на сооружение и
эксплуатацию кабельной линии рассчитываются по выражению:
2
у.е
3
З K C
l
pI
F

     
.
(1.19)
Рассматриваемые варианты систем электроснабжения отличаются в
следующих элементах:
кабельные линии 10 кВ (сечение кабелей и длина);
применение устройств ввода ВН с выключателями нагрузки на
трансформаторных подстанциях, питающихся по магистральной схеме;
количество ячеек отходящих линий в РУ 10 кВ ГПП.
39
Для определения суммарного коэффициента от капитальных затраﮦт
отличающихся элементов рассматриваемых вариантов системы
электроснабжения в таблице 6.1 приведены: нормы амортизации,
коэффициенты отчисления на ремонт и обслуживание, реальная процентная
ставка [8].
Таблица 1.4 – Коэффициенты отчислений для различных элементов системы
электроснабжения
Элемент системы
электроснабжения
p
а
, о.е.
p
ро
, о.е.
r, о.е.
p, о.е.
Кабельная линия 10 кВ,
проложенная открыто
0,024
0,01
0,14
0,174
Ячейка отходящей линии РУ-
10 кВ
0,063
0,01
0,14
0,213
Шкаф ввода ВН ТП 10/0,4 кВ
0,063
0,01
0,14
0,213
Где, p
а
, о.е. - нормы амортизации,
p
ро
, о.е. - коэффициенты отчисления на ремонт и обслуживание,
r, о.е. - реальная процентная ставка,
p, о.е. – суммарный коэффициент.
Технико-экономическое сравнение вариантов системы
электроснабжения, проведенное по таблице 1.4, показало, что вариант №2
системы электроснабжения является более экономичным. Годовой
экономический эффект составляет:
Э З З 387444,7 246791,4 140653,3 руб
12
    
.
2.4 Выбор числа и мощности цеховых трансформаторов
Выбор числа и мощности силовых трансформаторов должен быть
технически и экономически обоснован, так как это оказывает существенное
40
влияние на рациональное построение схемы промышленного
электроснабжения.
Правильное определение числа и мощности цеховых трансформаторов
возможно с учетом следующих факторов: категории надежности
электроснабжения потребителей, удельной плотности нагрузки, размеров
цеха, перегрузочной способности трансформаторов в нормальном и
аварийном режиме [9].
Надежность электроснабжения потребителей I, II категорий
достигаются за счет наличия двух независимых источников питания, при
этом обеспечивают резервирование питания и других потребителей.
Резервирование питания потребителей I, II категорий вводится
автоматически; или I категории вводится автоматически, а II категории
дежурным персоналом. При питании этих потребителей от одной подстанции
следует иметь два трансформатораﮦ.
Для цеховых понизительных трансформаторных подстанций
существует экономически выгодная мощность трансформаторов S
Н.Э.,
которая
принимается в зависимости от удельной плотности расчетной нагрузки s
у
:
при s
у
0,2 (кВА/м
2
) принимается S
Н.Э
=1000(кВА) ;
при 0,2<s
у
0,3 (кВА/м
2
) принимается S
Н.Э
=1600(кВА) ;
при 0,3<s
у
0,4 (кВА/м
2
) принимается S
Н.Э
=2500(кВА) ;
при s
у
>0,4 (кВА/м
2
) следует принимать двухтрансформаторные
подстанции, независимо от категории бесперебойности [10].
Удельная плотность расчетной нагрузки s
у
, кВА/м
2
определяется по
формуле:
,
F
S
S
ц
р
уд
(1.20)
где S
Р.Ц.
- максимальная расчетная нагрузка цеха, кВА;
F
ц
– площадь цеха, м
2
.
41
Для каждой технологически концентрированной группы цеховых
трансформаторов одинаковой мощности минимальное их число,
необходимое для питания наибольшей расчетной активной нагрузкﮦи
определяется по выражению:
,
Sk
S
N
э. ном.з
р
т
(1.21)
где кﮦ
З
- коэффициент загрузки трансформаторов, равный:
0,65 – 0,7 при преобладании нагрузки I категории;
0,75 – 0,85 при преобладании нагрузки II и III категории;
0,9 – 0,95 при одно трансформаторных подстанциях и нагрузке III
категории;
S
т.ном
- принятая номинальная мощность трансформаторов, кВА [11].
Полученное значение числа трансформаторов округляется до
ближайшего целого числа и определяется фактический коэффициент
загрузки трансформаторов в нормальном режиме работы:
номт
р
з.ф.
SN
S
k
.
(1.22)
Методика приведённая выше используется при больших мощностях
цехов, когда n
тр
>2. В данном случае применяем двух трансформаторные
подстанции. Расчёт мощности трансформаторов ведём по следующей
формуле:
,
Nk
S
S
тз
р
р.т
(1.23)
При расчёте мощности цеховых трансформаторных подстанций для
рационального использования мощности трансформаторов объединяем цеха
с малой нагрузкой для питания от одной трансформаторной подстанции:
от ТП-1 получает питание: Компрессорная, Сварочный цех, Склад
металла, Административно-бытовые помещения, Проходная и КПП;
42
– от ТП-2 Механосборочный цех №1, Механосборочный цех №2,
Административно-бытовые помещения;
– от ТП-3 Термический цех;
– от ТП-4 Цех шестерён, Участок отгрузки готовой продукции,
Административно-бытовые помещения
– от ТП-5 Механический цех №1, Механический цех №2,
Инструментальный цех;
– от ТП-6Цех пластмасс, КНС, Участок подготовки СОЖ, КПП [12].
Приведём пример расчета для ТП-3 (Термический цех):
1) активная суммарная нагрузкаﮦ Р
р.ц
, кВт:
Р
р.ц
=2855,2 кВт.
2) реактивная суммарная нагрузкаﮦ Q
р.ц
, кВар:
Q
р.ц
=2141,4 кВар.
3) полная расчетная нагрузкаﮦ S
р.ц
, кВА:
S
р.ц
=3028,39 кВА.
Определим мощность трансформаторов для питания наибольшей
расчетной активной нагрузки термического цеха (при кﮦ
З
=0,7 о.е., n
тр
=2):
S
р.тр
=
3028,39
2163,13
2 0,7
кВА
Принимаем два трансформатора мощностью S
т.ном.
=2500 кВА
4) фактический коэффициент загрузки трансформатораﮦ:
кﮦ
з.ф
=
3028,39
0,6
2 2500
< 0,7 о.е.
Для остальных цехов расчёт производится аналогично, результаты
расчета числа и мощности цеховых трансформаторных подстанций сводим в
таблицу 1.5.
43
Таблица 1.5 –Расчет числа и мощности цеховых ТП
ТП
Наименование цеха
Катего
рия
потр.
з.т.
к
р.ц.
S
,
кВА
тр
n
,
шт
р.тр
S
,
кВА
н.тр
S
,
кВА
ЗФ
k
ТП-1
Компрессорная,
Сварочный цех,
Административно-
бытовые помещения,
Склад металлаﮦ,
Проходная и КПП.
II
0,7
3395,18
2
2425,13
2500
0,67
ТП-2
Механосборочный цех
№1,
Механосборочный цех
№2,
Административно-
бытовые помещения.
II
0,8
3889,38
2
2430,86
2500
0,77
ТП-3
Термический цех
II
0,7
3028,39
2
2163,13
2500
0,6
ТП-4
Цех шестерён,
Участок отгрузки
готовой продукции,
Административно-
бытовые помещения.
II
0,8
2794,43
2
1996,02
2500
0,56
ТП-5
Механический цех №1,
Механический цех №2,
Инструментальный цех.
II
0,7
3301,26
2
2358,04
2500
0,66
ТП-6
Цех пластмасс,
КНС,
Участок подготовки
СОЖ,
КПП.
II
0,8
2521,04
2
1575,65
1600
0,78
2.5 Выбор трансформаторов ГПП
На предприятии преобладают потребители II категории, но также
имеются потребители I категории, поэтому ГПП предприятия выполняется
двух трансформаторной. Номинальная нагрузка каждого трансформатора
двух трансформаторной подстанции, как правило, определяется аварийным
режимом работы подстанции: при установке двух трансформаторов их
мощность выбирается такой, чтобы при выходе из работы одного из них,
44
оставшийся в работе трансформатор с допустимой аварийной перегрузкой
мог обеспечить нормальное электроснабжение потребителей.
При аварийных режимах допускается перегрузка трансформаторов на
40% на время максимума, общей суточной продолжительностью не более 6 ч
в течение не более 5 суток. На время перегрузки должны быть приняты меры
по усилению охлаждения трансформатора (включены вентиляторы дутья,
резервные охладители и т.д.).
Выбор номинальной мощности трансформатора производится с учетом
его перегрузочной способности:
ном.т р.т
SS
,
(2.1)
где Sт.ном - номинальная мощность трансформатора, кВА;
Sт.расч - расчетная мощность трансформатора, кВА.
р.ГПП
р.т
18165,84
12975,6 кВА.
1,4 1,4
S
S   
,
(2.2)
где k
З
- коэффициент загрузки трансформаторов в нормальном
режиме (принимаем k
З
=0,7) [13].
По условию (2.1) ближайшая номинальная мощность трансформатора
составляет 16000 кВ·А. Согласно принятой номинальной мощности, класса
напряжения обмотки ВН – 110 кВ, обмотки НН 10 кВ трансформатора
ГПП, необходимо применить трансформатор типа ТДН-16000/110 У1,
технические характеристики которого указаны в таблице 2.1.
Структура условного обозначения трансформатора ТДН-16000/110 У1:
Т – трехфазный трансформатор;
Д– масляное охлаждение, с принудительной циркуляцией воздуха и
естественной циркуляцией маслаﮦ;
Н – регулирование напряжения под нагрузкой (РПН);
16000 – номинальная мощность трансформатора, кВ·А;
110 – класс напряжения обмотки ВН трансформатора, кВ;
У1 – климатическое исполнение[14].

Смотрите также:

"Автоматизация обработки заявок ООО "Проектно-Строительная Компания"
"Автоматизация процесса аттестации персонала для ООО "Нэт Бай Нэт Холдинг"
"Анализ интернет-активности конкурентов ( на примере конкурентов "Газпром нефть")
"Бухгалтерский учёт и аудит расчётов с подотчётними лицами в организации на примере ООО "ЛОЦ 10""
«Психологическое сопровождение персонала в организации на примере ООО «Крокус»
Cовершенствование деловой оценки персонала в организации (на примере ООО "Даймонд кейтеринг развитие")
PR как средство продвижения организации (на примере ПАО "Тамбовский завод "Комсомолец им. Н.С. Артемова")
PR-коммуникации в сфере общественного питания (на примере кафе-кондитерской «Cream Cheese»)
SMM как средство повышения эффективности работы учреждений социокультурной сферы (на примере Малого театра)
Value-based education: ценности в системе образования и способы их реализации на уроке английского языка. Опыт Европейских стран