Дипломдық жоба тақырыбы: «Кәсіпорындарға электр энергиясын үнемдеу жөніндегі іс-шараларын өнеркәсіптік объектісін электрмен жабдықтау»

Сыртқы электрмен жабдықтаудың сұлбасын техникалық және экономикалық салыстыру

жүктеу/скачать 2,74 Mb.

бет	10/22
Дата	02.06.2022
өлшемі	2,74 Mb.
	#36178
түрі	Диплом

1 ... 6 7 8 9 10 11 12 13 ... 22

2.8 Сыртқы электрмен жабдықтаудың сұлбасын техникалық және экономикалық салыстыру

Өнеркәсіптік электрқамдаудың оптимизациялау есептерін шешу кезінде бірнеше варианттарды салыстыру қажеттілігі туады. Өнеркәсіптік энергетика есептердің көп варианттарының бар болуы технико-экономикалық есептеулерді жүргізуді қажет етеді. Ол есептеулердің мақсаты – сұлбаның оптималды (тиімді) вариантын анықтау, электр жүйенің және оның элементтерінің параметрлерін анықтау.

Болат құю заводының қуаты 100 МВА, кернеулері 230/115/37 кВ тең екі параллель жұмыс істейтін үш орамды трансформаторлары бар энергожүйе подстанциясынан қорек алады.Подстанцияның қуаты – 800 МВА. Энергожүйенің подстанциясынан заводқа дейінгі қашықтық – 14 км. Завод үш сменамен жұмыс істейді.
Технико-экономикалық салыстыруды жүргізу үшін электрмен қамдаудың екі вариантын қарастырамыз:
1. I нұсқа – ЛЭП 230 кВ;
2. II нұсқа – ЛЭП 115 кВ.
ЛЭП 37 кВ нұсқасы жоғарыда атап өтілген нұсқалармен салыстарғанда желідегі шығындары көп болғандығынан бұл дипломдық жобада қарастырылмады.
I нұсқа:

3 сурет – Электрмен жабдықтау сұлбасының бірінші схемасы

I нұсқа бойынша электржабдықтарды таңдаймыз.

ГПП трансформаторларын таңдаймыз:

Қуаттары 32000 кВА екі трансформаторларды қарастырамыз,

ТРДН-32000/220 екі трансформаторды қабылдаймыз,

Паспорттық берілулері:
S_н=32000 кВА, U_вн=230кВ, U_нн=11-11кВ, ΔP_хх=45кВт, ΔP_кз=150кВт,
U_кз=11,5%, I_хх=0,65%.
ГПП трансформаторларындағы қуат шығындарын анықтаймыз:

,

,

.

ГПП трансформаторларындағы электр энергия шығындарын анықтаймыз:

мұнда Т_вкл – қосылу сағат саны, Т_вкл = 6000 ч;

максимум шығындарын қолданы сағат саны.

мұнда Т_М – максимумды қолдану сағат саны, болат қую зауыты үшін Т_М=6000 ч.

∆W_тргпп = 2(45·6000+150·3979,4·0,68²) = 1092,02 МВт·ч.

ЛЭП 230 кВ сымдарының қимасын таңдаймыз:

ЛЭП бойынша өтетін қуатты анықтаймыз
.

Бір сымнан өтетін ток есебі

Авария режиміндегі ток

I_а=2·I_р=2·58,8=117,6 А

Тоқтың экономикалық тығыздығы бойынша қимасын анықтаймыз (j_э)

j_эк=1,1 А/мм² - ауа жолдары үшін тоқ тығыздығы;

Ең жақын стандартты қиманы таңдаймыз: F_э=70 мм²
Таңдалған қиманы тексереміз:
«Коронаға» кететін шығындар шарты бойынша 230 кВ ауа жолының минималды қимасы 240 мм², сондықтан АС-240, I_доп=610 А сымды қабылдаймыз.
Жұмыс тоғынан қызу шарты бойынша:
I_{доп .пров.}> I_р , (610 А > 58,8 А)
Авариялы режим бойынша :
1,3 · I_{доп .пров.}> I_ав., (1,3 · 610 > 117,6А)
Сонымен, АС-240, I _доп = 610 А сымды қабылдаймыз.
ЛЭП 230 кВ электр энергия шығындарын анықтаймыз:

мұнда R=r₀·L=0,120 ·14=1,68 Ом;

r₀=0,120 Ом/км – АС-240 үшін меншікті активті кедергі.

I вариант үшін U=230 кВ қондырғыларды таңдау үшін қысқа тұйықталу тогын есептейміз

Аппараттарды таңдау алдында алмастыру схемасын құрамыз (1.4-сурет) және қысқа түйықтару токтарын есептейміз. I_кз есептеу (о.е.).

4 сурет – Бірінші нұсқаның орынбасу сұлбасы

S_б=1000 МВА; U_б=230 кВ.

S_б=1000 МВА; U_б=10,5 кВ.

Жүйенің базистік кедергісі

ГПП трансформаторыныі базистік кедергісі

Желінің базистік кедергісі:

Қысқа тұйықталу токтарын есептейміз:

К-1 нүктесінде:

К-2 нүктесінде:

К-3 нүктесінде:

Ажыратқыш таңдаймыз В1; В2 үшін: ВЭБ-220

I_ав = 2 · I_р = 2 · 57,4 = 114,8 А

U_ном=220кВ=U_с=220кВ;
I_ном=3150А >I_ав=114,8А;
I_откл=50кА>I_k₁=2,048кА;
I_дин= 50кА>i_y1=6,27 кА;

Ажыратқыш таңдаймыз В3, В4 үшін:

ВЭБ-220
I_р=57,4 А
I_ав= 114,8 А
U_ном=220кВ=U_с=220кВ;
I_ном=3150А >I_ав=114,8 А;
I_откл=50кА>I_k₂=1,75 кА;
Iдин= 50кА>iy2=5,35 кА
Ажыратқыш таңдаймыз В5- В8 үшін: LF3

I_ав = 2 · I_р= 2 · 1,2 = 2,4 кА

U_ном=10кВ=U_с=10кВ;

I_ном=3150А >I_ав=2400 А;
I_откл=31,5 кА>I_k₃=19,7 кА;
I_дин= 81 кА>i_y3=49,7 кА;
Ажыратқыш таңдаймыз В9, В10 үшін : LF3

U_ном=10кВ=U_с=10кВ;

I_ном=3150кА >I_р=2,5 кА;
I_откл=31,5кА>I_k₃=19,7 кА;
I_дин= 81кА>i_y3=49,7 кА;

Айырғыш таңдаймыз Р1-Р4 үшін:

РНД-220/630Т1
I_р=112 А; I_ав=224 А
U_ном=220 кВ=U_с=220 кВ;
I_ном=630 А >I_ав=224 А;
I_скв=100 кА>i_y₁=6,27 кА;
I_{пред.терм.ст}= 40 кА>I_k₁=2,048 кА;

Айырғыш таңдаймыз Р5-Р8 үшін: РНД-220/630Т1

I_р=112 А; I_ав=224 А
U_ном=220 кВ=U_с=220 кВ;
I_ном=630 А >I_ав=224 А;
I_скв=100 кА>i_y₂=5,35 кА;
I_{пред.терм.ст}= 40 кА>I_k₂=1,75 кА;
Кернеу шектегіш ОПН типі ОПН-220У1
I нұсқа бойынша шығынның есеп-қисабы.
ГПП трансформаторының шығындары:

С_тргпп = 47840000 тенге.

К_тргпп = 2 · С_тргпп= 2 · 47840000 = 95680000 тенге.

Екі шынжырлы темірбетонды тіректегі желіге кететін шығындар:

С_лэп = 2968000 тенге/км.

К_ЛЭП = L · С_лэп= 14 · 2968000 = 41552000 тенге.

В1-В4 ажыратқышқа кететін шығындар:

С_В1-В4 = 70000000 тг.

К_В1-В4 = 4 · С_В1-В4 = 4 · 70000000 = 280000000 тенге

В5-В8 ажыратқышқа кететін шығындар:

С_В5-В8 = 1100000 тг.

К_В5-В8 = 4 · С_В5-В8 = 4 · 1100000 = 4400000 тенге.

В9, В10 ажыратқышқа кететін шығындар:

С_В9,В10 = 1100000 тенге.

К_В9,В10 = 2 · С_В9,В10= 2 · 1100000 = 2200000 тенге.

Р1-8 айырғышқа кететін шығындар:

С_Р1-Р8= 296000 тенге.

К_Р1-Р8= 8 · С_Р1-Р8 = 8 · 296000 = 2368000 тенге.

ОПН1,2 ток кернеуінің күшеюіне шек қойғышына кететін шығындар:

С_ОПН1,2 = 572000 тенге.

К_ОПН1,2 = 2 · С_ОПН1,2= 2 · 572000 = 1144000 тг.

Жабдыққа кететін шығындар:

К_Σ_I= К_тргпп + К_ЛЭП + К_В1-В4+ К_В5-В8+ К_В9,В10+ К_Р1-Р8+ К_ОПН1,2

К_Σ_I= 95680000 + 41552000 + 280000000 + 4400000 + 2200000 + 2368000+

+ 1144000 = 427344000 тенге.

К_обор= К_тргпп + К_В1-В4+ К_В5-В8+ К_В9,В10+ К_Р1-Р8+ К_ОПН1,2

К_обор= 95680000 + 280000000 + 4400000 + 2200000 + 2368000+1144000 =

= 385792000 тенге.

Ұсталымды есептеу.

Амортизация ұсталымы:

И_а= И_а.обор+ И_а.лэп = 24304896 + 1163456 = 25468352 тенге.

И_а.обор= Е_а· ∑К_обор= 0,063 · 385792000 = 24304896 тенге.

И_а.лэп = Е_а.лэп· К_лэп = 0,028 · 41552000 = 1163456 тенге.

мұндағы Е_а= 6,3% жабдық амортизациясының нормасы;

Е_а.лэп= 2,8% желі амортизациясының нормасы.
Эксплуатациялық ұсталым:

И_э = И_э.обор + И_э.лэп = 3857920 + 166208 = 4024128 тенге.

И_э.обор = Е_э · ∑К_обор= 0,01 · 385792000 = 3857920 тенге.

И_э.лэп= Е_э.лэп · К_лэп= 0,004 · 41552000 = 166208 тенге.

Шығын ұсталымы:

И_пот= С_о·(∆W_гпп + ∆W_лэп) = 16 · (1092020 + 138686 ) = 19691296 тг/ж

мұндағы С_о – электр энергия шығынының құны 16 тг/кВт·сағ.

I-ші нұсқа бойынша ұсталым жиынтығы:

И_I= И_а + И_э + И_пот = 25468352 + 4024128 + 19691296 = 49183776 тг/ж

I-ші нұсқа бойынша келтірілген шығындар:

З_I= Е · ∑К_I+ ∑И_I = 0,12 · 427344000 + 49183776 = 100465056 тг/ж

II Нұсқа:

5 сурет – II нұсқа электржабдықтар сұлбасы

II-нұсқа бойынша жабдықтар таңдаймыз.

1.ГПП-ның трансформаторын таңдаймыз

Қуаты 40000 кВА екі трансформатор таңдаймыз.

Жүктелу коэффициенті

.

Трансформатордың паспорттық берілулері:

Трансформатордың түрі – ТДН-40000/110;
S_н=40000 кВА, U_вн=110 кВ, U_нн=10,5 кВ, ΔP_хх=34 кВт, ΔP_кз=170 кВт,
U_кз=10,5%, I_хх=0,55%.
Трансформатор қуатының шығыны:
активті:

,

реактивті:

,

.

Трансформатор энергиясының шығыны.

Үш сменді режимдегі жұмысы Т_вкл=6000 сағ. Т_макс=5500 сағ.
Онда максималды шығын уақыты:

Трансформатор активті қуатының шығыны:

ΔW_гпп=2(ΔP_хх·T_вкл+ΔP_кз· τ ·K_з²),

ΔW_гпп=2(34·6000+170·3979,4·0,55²)=817,2 МВт·ч

ЛЭП-да өтетін толық қуаты:

Желіден өтетін есептеу тогы:

Авариялық режимдегі ток:

I_а=2·I_р=2·117,5=235 А.

Экономикалық тоқтың тығыздығына байланысты сым қимасын анықтаймыз:

мұндағы j=1,1 А/мм² тоқтың экономикалық тығыздығы, Т_м=5500сағ және алюминий сымы.

АС-120/19 , I_доп=260 А сымын қабылдаймыз
Берілген ток бойынша таңдалған сымды тексереміз:

I_доп =260А>I_р=117,5 А .

Авариялық режим бойынша:

I_{доп ав}=1,3·I_доп=1,3·260=338 A>I_ав=235 A.

ЛЭП-де электроэнергия шығыны:

.
мұндағы R=r₀·L=0,261·14=3,654 Ом,
мұндағы r₀=0,261 Ом/км – болаталюминий сымының меншікті кедергісі, l=14 км – желінің ұзындығы.
Қосалқы станциясының энергожүйе трансформаторлары.
Трансформатор түрі АТДЦТН – 100000/230/115/37;
Энергожүйе трансформаторларының зауыт қуатына үлестік қатысу коэффициенті:

Аппарат таңдап алмас бұрын орынбасу сұлбасын қарастырамыз және қысқа тұйықталу тоғын есептейміз.

6 сурет – Екінші нұсқаның орынбасу сұлбасы

S_б=1000 МВА; U_б=115 кВ.

S_б=1000 МВА; U_б=10,5 кВ.

Жүйе трансформаторының базистік кедергісі

Жүйе трансформаторы АТДЦТН-100000/220/110/37
U_квн=45 U_ксн=28 U_квс=11 I_хх=0,4 S_н=100 МВА

Х_трсис= Х_в+ Х_с=2,8 о.е.

ГПП трансформаторының базистік кедергісі:

Желінің базистік кедергісі:

Қысқа тұйықталу тогын есептейміз:

К-1 нүктесінде:

К-2 нүктесінде:

К-3 нүктесінде:

U=115 кВ жабдықтар таңдаймыз.

Ажыратқыш таңдаймыз В1, В2 үшін: ВЭБ-110

I_ав =2· I_р=2·262,4=524,8 А

U_ном=110кВ=U_с=110кВ;

I_ном=2500А >I_ав=524,8А;

I_откл=40кА>I_k₁=1,83кА;
I_дин= 40кА>i_y1=4,61 кА;
Ажыратқыш таңдаймыз В3 үшін: ВЭБ-110

U_ном=110кВ=U_с=110кВ;

I_ном=2500А >I_р=524,8 А;
I_откл=40кА>I_k₁=1,83 кА;
I_дин= 40кА>i_y1=4,61 кА;
Ажыратқыш таңдаймыз В4-В7 үшін: ВЭБ-110

I_ав =2· I_р=2·114,9= 229,8 А

U_ном=110кВ=U_с=110кВ;

I_ном=2500А >I_ав=229,8 А;
I_откл=40кА>I_k₂=1,56 кА;
I_дин= 40кА>i_y₂=3,93 кА
Ажыратқыш таңдаймыз В8, В9 үшін: LF3

I_ав =2· I_р=2·1,2=2,4 кА

U_ном=10кВ=U_с=10кВ;

I_ном=3150А >I_ав=2400 А;
I_откл=31,5кА>I_k₃=9,5 кА;
I_дин= 81кА>i_y3=23,8 кА;
Ажыратқыш таңдаймыз В10 үшін: LF3

U_ном=10кВ=U_с=10кВ;

I_ном=3150А >I_р=2500А;
I_откл=31,5кА>I_k₃=9,5 кА;
I_дин= 81кА>i_y3=23,8 кА;
Айырғыш таңдаймыз Р1-Р4 үшін:
РНД-110/1250Т1
I_р=511,5 А; I_ав=1023 А
U_ном=110 кВ=U_с=110 кВ;
I_ном=1250 А >I_ав=1023 А;
I_скв=100 кА>i_y₁=4,61 кА;
I_{пред.терм.ст}= 40 кА>I_k₁=1,83 кА;
Айырғыш таңдаймыз Р5,Р6 үшін:
РНД-110/630Т1
I_р=511,5 А
U_ном=110 кВ=U_с=110 кВ;
I_ном=630 А >I_р=511,5 А;
I_скв=80 кА>i_y₂=4,61 кА;
I_{пред.терм.ст}= 31,5 кА>I_k₂=1,83 кА;
Айырғыш таңдаймыз Р7-Р14 үшін:
РНД-110/630Т1
I_р=234,2 А; I_ав=468,4 А
U_ном=110 кВ=U_с=110 кВ;
I_ном=630 А >I_ав=468,4 А;
I_скв=80 кА>i_y₂=3,93 кА;
I_{пред.терм.ст}= 31,5 кА>I_k₂=1,56 кА;
Асқын кернеу шектегішін таңдаймыз:
ОПН типі ОПН-110У1
II нұсқа бойынша шығынның есеп-қисабы.
Жүйе трансформаторының шығындары:

С_{трп/ст.сист.}= 78000000 тенге.

К_{трп/ст.сист}=γ₁·2·С_{трп/ст.сист}=0,22·2·78000000=34320000 тенге.

ГПП трансформаторының шығындары:

С_тргпп=37760000 тенге.

К_тргпп=2· С_тргпп=2·37760000=75520000 тенге.

Екі шынжырлы темірбетонды тіректегі желіге кететін шығындар:

С_лэп=2968000 тг./км.

К_ЛЭП=L·С_лэп=14·2968000=41552000 тенге.

В1, В2 ажыратқышқа кететін шығындар:

С_В1,В2=30000000 тенге.

К_В1,В2=2·γ₂·С_В1,В2=2·0,09·30000000=5400000 тенге.

В3 ажыратқышқа кететін шығындар:

С_В3=30000000 тенге.

К_В3= γ₃·С_В3=0,09·30000000=2700000 тенге.

В4- В7 ажыратқышқа кететін шығындар:

С_В4-В7=30000000 тенге.

К_В4-В7= 4·С_В4-В7=4·30000000=120000000 тенге.

В8, В9 ажыратқышқа кететін шығындар:

С_В8,В9=1100000 тенге.

К_В8,В9=2·С_В8,В9=2·1100000=2200000 тенге.

В10 ажыратқышқа кететін шығындар:

С_В10=1100000 тенге.

К_В10=1·С_В10=1·1100000=1100000 тенге.

Р1-Р4 айырғышқа кететін шығындар:

С_Р1-Р4=280000 тг.

К_Р1-Р4= 4·γ₄·С_Р1-Р4=4·280000=1120000 тенге.

Р5, Р6 айырғышқа кететін шығындар:

С_Р5,Р6=240000 тг.

К_Р5,Р6=2· γ₅·С_Р5,Р6=2·240000=480000 тенге.

Р7-Р14 айырғышқа кететін шығындар:

С_Р7-Р14=240000 тг.

К_Р7-Р14=8·С_Р7-Р14=8·240000=1920000 тенге.

ОПН1,2 асқын кернеу шектегішіне кететін шығындар:

С_ОПН1,2=860000 тг.

К_ОПН1,2=2·С_ОПН1,2=2·860000=1720000 тенге.

Жабдыққа кететін шығындар:

∑К_II= К_{трп/ст.сист} +К_тргпп + К_ЛЭП + К_В1,В2+ К_В3+ К_В4-В7+ К_В8,В9+ К_В10+ К_Р1-Р4+ +К_Р5,Р6+ К_Р7-Р14+ К_ОПН1,2

∑К_II=34320000+75520000+41552000+5400000+2700000+120000000+

+ 2200000+1100000+1120000 +480000+1920000 +1720000=288032000 тенге.

∑К_обор= ∑К_II - К_ЛЭП= 288032000 – 41552000 = 246480000 тенге.

Ұсталымды есептеу.

Амортизация ұсталымы:

И_а= И_а.обор+ И_а.лэп = 15528240 + 1163456 = 16691696 тенге.

И_а.обор= Е_а· ∑К_обор= 0,063 · 246480000 = 15528240 тенге.

И_а.лэп = Е_а.лэп· К_лэп = 0,028 · 41552000 = 1163456 тенге.

мұндағы Е_а= 6,3% жабдық амортизациясының нормасы;

Е_а.лэп= 2,8% желі амортизациясының нормасы.

Эксплуатациялық ұсталым:

И_э = И_э.обор + И_э.лэп = 2464800 + 166208 = 2631008 тенге.

И_э.обор = Е_э · ∑К_обор= 0,01 · 246480000 = 2464800 тенге.

И_э.лэп= Е_э.лэп · К_лэп= 0,004 · 41552000 = 166208 тенге.

Шығын ұсталымы:

И_пот= С_о·(∆W_гпп + ∆W_лэп) = 16 · (817200 + 1203198) = 32326368 тг/ж

мұндағы С_о – электр энергия шығынының құны 16 тг/кВт·сағ.

II-ші нұсқа бойынша ұсталым жиынтығы:
И_II= И_а + И_э + И_пот = 16691696 + 4024128 + 32326368 = 53042192 тг/ж

II-ші нұсқа бойынша келтірілген шығындар:

З_II= Е · ∑_КII+ ∑_ИII = 0,12 · 288032000 + 53042192 = 87606032 тг/ж

Барлық нұсқаларға жинау кестесін құрамыз.

7 кесте – Қорытынды

Вариант	U_ном , кВ	К_Σ , тенге	И_Σ, тенге	З_Σ , тенге
I	220	427344000	49183776	100465056
II	110	288032000	53042192	87606032

II нұсқаны таңдаймыз, өйткені I нұсқаға қарағанда арзанырақ және берік.

жүктеу/скачать 2,74 Mb.

Достарыңызбен бөлісу:

1 ... 6 7 8 9 10 11 12 13 ... 22