Электроснабжение промышленных предприятий напряжением 110-10 кВ

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН

Колледж ПаУ

Контрольная работа

По дисциплине: электрооборудование линии электропередач

На тему: электроснабжение промышленных предприятий напряжением 110-10 кВ

Павлодар, 2005г

Задание

Электроснабжение промышленных предприятий напряжением 110 - 10 кВ

вариант № 15

U_л кВ -110

L км -16

U_r-10.5

Cosφ -0.81

P_max МВт -16

T_max -7200

S МВА -900

X_c -0.8гпп, кВ -10

Предприятие относится к 1 категории

Потребители 1 категории составляет 75% от общей мощности

Введение

Энергетической программой предусмотрено создания мощных территориально-производственных комплексов в тех регионах, где сосредоточены крупные запасы минеральных и водных ресурсов. Это - Экибастузский, включающие в себя как добычу и использования энергоресурсов, и установки по производству, передаче и распределению электрической и тепловой энергии.

Одновременно ведется строительство крупных гидроэлектростанций на сибирских реках, обладающих мощными энергетическими ресурсами, которые позволяют сберегать ежегодно десятки миллионов тонн органического топлива. Решения этой задачи во многом зависит от высококвалифицированных специалистов среднего звена - техников-электриков, призванных в дальнейшее совершенствование способов электрификации промышленных предприятий и установок всех отраслей промышленности с применением современных средств электронно-вычислительной техники.

В условиях возрастающие ограниченности не возобновляемых топливных ресурсов, усложнения и удорожания их добычи удовлетворение потребности в электроэнергии оперяется во все большей мере на ускоренной рост ядерной энергетики и обеспечение ее высокой эксплуатационной надежности.

1. Расчетная часть

Составление схемы замещения

Предприятие относится к первой категории, составляет 75%

Нахождение параметров ЛЭП

Рассчитываем сечение проводов ЛЭП для этого необходимо выбрать j_эк при Т_мах=7200

j_эк=1 А/мм²;

Таблица 8-1, автор Карпов, Казлов справочные по расчету проводов и кабелей

F_эк= I_р/j_эк = 103,6 /1 = 103,6 мм²

I_р = P_мах / √3 U cosφ = 16 10³ /√3 ^. 110 ^. 0,81 = 103,6А

Для потребителей I категории составляет 75%, то выбираем двух цепную линию

Выбираем мощность трансформаторов повышающей и понижающей подстанции

S_р = P_мах / cosφ = 16/ 0.81 = 19.7 МВА

S_ном выбираем из условия

S_{ном т} ≥ S_р/2 ^.0.7

S_ном ≥19.7/1.4 = 14.07МВА

S_ном = 15 МВА

.4 ^. S_{ном т} ≥ S_р;

≥ 19.7

К_пав =

К_з =

К_пав - коэффициент перегрузки трансформатора в аварийном режиме

К_з - коэффициент загрузки по отношению к К_з выбираем повысительный и понизительные трансформаторы одной мощности 15 МВА

Такая перегрузка трансформатора допускается только в течении 5 суток с продолжительностью 6ч

Рассчитываем сечение провода

По выбранным сечении находим параметры линии

r₀ = 13/8 Ом/км

x₀ = 0/41 Ом/км

в₀ = 2.73 сим/км ^. 10^-6

сопротивление линии

R₂₃ = r₀ l / 2 = 220.8/ 2 = 110.4 Ом

Х₂₃ = x₀ l / 2 = 6.56 / 2 = 3.28 Ом/мм

в₁ = в₂ = в₀ 2 l /2 = 87.4/ 2 = 43.7 сим/км ^. 10^-6

расчет сопротивления повышающей и понижающей подстанции

R₁₂ = P_кз ^. U ²_{ном т} / S²_ном = 169.4 / 225 = 7.5 МОм

Х₁₂ = U_к % ^. U_ном / 100 ^. S_т ^. η = 138862.5/ 180000 = 0.77 Ом

Определяем реактивную мощность хх на высокой и низкой стороне

∆Q_xxi =

∆Q_xxi = кВАР

Расчет линии электропередач по звеньям. Расчет третьего звена

Q₄ = P₄ tgφ

Q₄ = 16 ^. 0.68 = 10.88 МВАр Находим потери мощности в звене

∆Р_3,4 =

∆Q_3.4 =

Определяем падение напряжения в звене и его составляющие продольных

∆U₃ =

Поперечное составляющее

∆U₃ = кВ

δU₃ = кВ

определяем мощность и напряжение в начале третьего звена

Р₃ = Р₄ + ∆Р_3,4

Q₃ = Q₄+ ∆Q_3.4

U₃ =

Р₃ = 16 + 110,40 = 126,4 кВт

Q₃ = 10,88 + 0,10 = 10,98кВАр

U₃ = кВ

Расчет второго звена

Находим потери мощности в звене

∆Р_2,3 =

∆Q_2,3 =

Определяем падение напряжения в звене и его составляющие продольных

∆U₂ =

Поперечное составляющее

δU₂ =

∆Р_2,3 = кВт

∆Q_2,3 = кВАр

∆U₂ = кВ

δU₂ = кВ

определяем мощность и напряжение в начале второго звена

Р₂ = Р₃ + ∆Р_2,3

Q₂ = Q₃+ ∆Q_2,3

U₂ =

Р₂ = 126,4+9,7=136,1 кВт

Q₂ = 10,98+3,08 = 14,06 кВАр

U₂ = кВ

Расчет первого звена

Находим потери мощности в звене

∆Р_1,2 =

∆Q_1,2 =

∆Р_1,2 = кВт

∆Q_1,2 = кВАр

Определяем падение напряжения в звене и его составляющие продольных

∆U₁ =

Поперечное составляющее

δU₁ =

∆U₁ = кВ

δU₁ = кВ

определяем мощность и напряжение в начале первого звена

Р₁ = Р₂ + ∆Р_1,2

Q₁ = Q₂+ ∆Q_1,2

U₁ =

Р₁ = 136,1+8,1=144,2 кВт

Q₁ = 14,06+0,8 = 14,86 кВАр

U₁ = кВ

Определяем общую потерю напряжения ∆U

∆U = U₁΄ - U₃ = 133,8 - 130,9 = 2,9 кВ

Рассчитываем потерю напряжения в % соотношения

%=2,5% кВ

Составляем таблицу нахождение основных технико-экономических показателей рассчитываемой линии электропередач

Находим коэффициент полезного действия КПД

η =

находим

tgφ =

cosφ = 1

2. Технико-экономический расчет

Выбор числа и мощность трансформаторов

ТДТН-15000/110

Мощ кВ∙А 30

ВН 110

ВН-СН 17,0

ВН-НН 10,8

СН-НН 6

Потер хх 65,0

кз140,0

ток хх% 5,0

Рк85

Напряжения кз% 10,5

Цена 7140000млн. тнг

Соответствие с намеченным вариантам электроснабжения при U = 110кВ, определяем суммарные затраты при Т_год = 7200. Для определения суммарных затрат необходима рассчитать составляющие этих затрат:

1.       капитальные затраты.

.        эксплуатационные затраты.

Капитальные затраты берем по справочным данным, Установленные оборудования на линии, выключатели выбираем по току, напряжению и мощности отключения с учетом прокладки двух линии, так как предприятие относится к потребителям 1 и 2 категории

I_р =  S_откл =

_р =  А_откл =  кВА

Открытое распределительное устройство (ОРУ)

К_о - стоимость отделителя и пускателя по справочнику Федорова равна 140 тыс. руб

К_о = 2 ^. 12750 = 25500 тыс. тнг.

К_в = 2 ^. 258060 = 516120 тыс. тнг.

К_з = 2 ^. 9180 = 18360 тыс. тнг.

Линия двух цепная воздушная с проводом АС

Определяем экономическое сечение провода по экономической плотности тока j - А/мм²- выбираем по справочным данным и зависит от материала провода и Тм часов работы предприятия в год

определяем ток расчетной в одной линии.

^′_р =А

^′_р =  А

_эк =;

Определить стоимость одного километра двух цепной линии 110кВ - 11,6 тыс. тнг/км.

1.       суммарные капитальные затраты

К_∑1 = К_з + К_л + К_в + К_р + К_т

К_∑1 = 18360 + 371.2 + 1032240 + 42840 + 7140000 = 8233811,2 тыс. тнг

К_Σ1 = 1032240 + 25500 +371,2 +42840 + 7140000 = 8241051,2 тыс. тнг

Кл = 371.2 тыс. тнг

К_р = 2 ^. 21420 ^. 3 = 42840 тыс. тнг.

эксплуатационные расходы потери в трансформаторах, реактивные потери х/х

1.       ΔQ_х/х =

ΔQ_к/з =^. S_{ном. т}

ΔQ_х/х = кВАР

ΔQ_к/з =кВАР

потери в линии

2.       ΔР_л = ΔР ^. I′_р ^. 2l;

Удельные потери выбирают по табличным данным для принятого провода АС сечением 70мм² составляет 1,3 Вт

ΔР_л = 1.3^. 103.6 ^. 2 ^. 16= 4309.76 kВт

ΔР′_м = ΔР_м + К_эк^. ΔQ_х/х ;Кэк=0,06 кВт/КВАР

ΔР′- удельная потребление в таблице Вт(А^. км)

ΔР′_м =85+0,06∙75=89.5 кВт

При видены потер активной мощности при холостом ходу

ΔР′хх= ΔРхх+ Кэк+ ΔQхх

ΔР.′хх=19+0,06+75=23,5 кВт

ΔРт=2(ΔР′хх+Р`м)

ΔРт=2(23,5+0,6^{2 .} 89,5)=111,44 кВт

Кз=

Определения стоимости патер

Cп = Со^. ΔР∙Т=0,8∙4464,1∙7200=25465536 тыс/руб

Со =0,8 коп/кВт.час

ΔР= ΔР_л + ΔРт=4309,7+111,44=4421,1 тыс/руб

электрооборудование трансформатор замыкание сечение

Сродная стоимость амортизационного отчисления

Са =Ра ∙К∑₁ = 0,04 ∙ 8233811,2 = 329352,4 тыс./ тнг

Са =Ра ∙К∑₂ = 0,04 ^. 8241051,2 = 329642,04 тыс./ тнг.

На мет аппаратах 4% - 0,04

Суммарные годовой эксплуатационный расход

Сгод₁ = Cп+ Са=25465536 + 329352,4 = 25794888 тыс./тнг

Сгод₂ = Cп+ Са=25465536 + 329642,04 = 25795178 тыс./тнг

Суммарные затраты

З = Сгод + 0,125 ^. К∑₁ = 25794888 + 0,125 ^. 8233811,2 = 26824114,4 тыс. /тнг

З = Сгод + 0,125 ^. К∑₂ = 25795178 + 0,125 ^. 8241051,2 = 26825309,4 тыс. /тнг

Потер электроэнергии

ΔW= ΔР∙Тгод=4421,1∙7200=31832208

Масса 1км провода

G=m∙l=0.86∙16=13,76

m=0,86

Схемы сетей двух вариантов

Выбор предварительного электрооборудования

Выбираем отделитель, короткозамыкатель, масленый выключатель и разъединитель

Отделитель: короткозамыкатель:

ОД 110/630КЗ - 110М

U_ном - 110U_ном - 110

I_ном - 630 I_ном -

Цена - 25500 тыс. тнг

Цена - 20400 тыс.тнг

Разъединитель: масленый выключатель:

РЛНД 110/600МГ - 110

U_ном - 110U_ном - 110

I_ном - 630I_ном - 630

Цена - 21420 тыс. тнг

Цена - 516120 тыс. тнг

Расчет токов короткого замыкания

Для тока кз необходима ставить схему замещения

Для расчета тока кз применяем базисные мощности напряжения

Расчет токов к/з

Sб=900 кВ

Uб₁=115 кВ

Uб₂=10,5 кВ

Приводим сопротивление элементов системы к базисным условиям по формуле:

Х _т =

Х_Т =

Х_Л = Х_Л1 = Х_Л2

Определения сопротивления обмотка трансформатора

Х_Л = Х₀ ^. l

X_T3 = X_T4 ^.

Х_рез =

Iб1=А

Iк=кА

Находим ударный ток i_у

i_y= 2,55 ^. I_k = 2.55 ^. 7,1 = 18,105кА

S_к - мощность трехфазного к/з

S_к =

S_к = МВА

Условия для выбора масляного выключателя и заземлителя

Выбор основного электрооборудования

Заключение

В ходе задания, изучил проект и произвел расчет КЗ. Рассчитал технико-экономический расчет, расчет токов короткого замыкания.

Выбрал схемы двух вариантов эле4троснабжения и основного электрооборудования: отделители, разъединители, короткозамыкатели и выключатели.

Расчертил схему замещения на формате А1.