Проектирование системы электроснабжения для Смоленского деревообрабатывающего комбината

Проверяется по следующим условиям:экономической плотности тока: (2.70)где нормированная плотность тока, А/мм2.для неизолированных алюминиевых проводов при 3000<Тма<5000 час/год; ток нормального режима ЛЭП, А. (2.71)где коэффициент реальной загрузки трансформатора, проверяется выбранное сечение по нагреву [13] (по допустимому току): (2.72) (2.73)где kп допустимый коэффициент перегрузки трансформатора, о.е.3) Выбранное сечение провода [15] проверяется по условию образования короны:при .Выбранное сечение провода удовлетворяет условию образования короны, поэтому принимается равным.Проверка на термическое действие токов КЗ не производится, т.к. провод неизолированный и проложен на открытом воздухе.Проверка на электродинамическое действие токов КЗ не производится, т.к. величина ударного тока меньше 50 кА.6) Проверка по условиям коронирования [11]: начальная критическая напряжённость: (2.74)где коэффициент, учитывающий шероховатость поверхности провода (для многопроволочных проводов );радиус провода, см. напряжённость вокруг провода: (2.75)где среднее геометрическое расстояние между проводами фаз, см. При горизонтальном расположении фаз: (2.76)где расстояние между соседними фазами, см.Условие проверки: (2.77)Таким образом, провод АС-70/11 по условиям короны проходит.Для района с чистой атмосферой и обычными полевыми загрязнениями атмосферы выбираем по восемь подвесных стеклянных изоляторов в гирлянде типа ПС6-Б.2.4.4 Выбор отходящих линий 10кВКабельные линии, по которым заводские ТП получают питание от ГПП-110/10 кВ, прокладываются по эстакадам. Для прокладки по эстакадам применяем кабели марки АПвВнг(А)-ХЛ (кабель алюминиевый силовой с изоляцией из сшитого полиэтилена, не распространяющие горение, в холодостойком исполнении на напряжение 6 и 10 кВ).Выбор сечений кабеля осуществляется по трем критериям [18]:– по экономической плотности тока;– по нагреву;– по термической стойкости к токам КЗ.Рассмативается выбор кабелей на примере ТП-6 (4х1600кВА).1) Выбирается кабель по экономической плотности тока [17]: (2.78)где нормированная плотность тока, А/мм2. для кабелей с алюминиевыми жилами бумажной изоляцией при 3000<Тма<5000 час/год; ток нормального режима ЛЭП, А. (2.79)где коэффициент реальной загрузки трансформатора, Принимаетсякабель АПвВнг(А)-ХЛ:2) Проверка сечения по нагреву (допустимому току): (2.80)Проверка на термическое действие тока КЗ [17]. (2.81)Условие выполняется.2.4.5 Выбор ошиновки ЗРУ10кВОшиновка ЗРУ-10кВ выполняется[6] жёсткими алюминиевыми шинами прямоугольного сечения. Максимальная нагрузка на шинах 10кВ:Выбирается сечение алюминиевых шин по допустимому току, так как шинный мост, соединяющий трансформатор с КРУ небольшой длины и находится в пределах подстанции. Принимаются к установке однополосные шины 808мм; По условию нагрева в продолжительном режиме шины проходят: (2.82)Проверяются шины на термическую стойкость: (2.83)Проверяются шины на электродинамическую стойкость при коротком замыкании: (2.84)где – собственная частота колебательной системы изолятор-шина, Гц: – поперечное сечение шины,;– момент инерции поперечного сечения шины относительности оси, перпендикулярной направлению изгибающей силы,:При расположении шин плашмя: (2.85)где ; При расположении шин на ребро: (2.86) - длина пролета между изоляторами, м: (2.87)Если шины расположены плашмя, то: тогда:Если шины расположены на ребро, то: тогда:Вариант расположения шин плашмя позволяет увеличить длину пролета между изоляторами до , т.е. дает значительную экономию изоляторов, поэтому принимается расположение шин плашмя. Проверяются шины [6] на механическую прочность. Шины будут механически прочны, если будет соблюдаться условие: (2.88)где - допустимая величина напряжения, МПа: - расчетная величина напряжения, МПа: (2.89)где – расстояние между фазами, м: – момент сопротивления шины относительно оси, перпендикулярной действию усилия, : (2.90)Выводы:В данной главе производятся следующие расчеты:- исходя из расчетных нагрузок, определенных в первой главе производится дальнейший расчет устанавливаемого силового оборудования;- произведен выбор схем первичных соединений распределительных устройств 110 и 10 кВ;- расчет и выбор цеховых трансформаторов и трансформаторов ГПП, а так же коэффициенты загрузки трансформаторов в нормальном и аварийном режиме;- согласно расчетным нагрузкам решаются вопросы о компенсации реактивной мощности на стороне 0,4 кВ низковольтных потребителей и стороне 10 кВ высоковольтных потребителей. С учетом изменения полной мощности произведен перерасчет коэффициентов цеховых трансформаторов и трансформаторов ГПП;- на основании выбранного силового оборудования составляется схема замещения системы электроснабжения и производится расчет величины периодической составляющей тока короткого замыкания, ударного тока, апериодической составляющей тока короткого замыкания, импульса нагрева при КЗ в выбранных точках короткого замыкания;- по данным, полученным при расчете токов короткого замыкания, производится расчет основного коммутационного и измерительного оборудования.ГЛАВА 3. Организационно-экономическая часть проекта3.1. Расчет технико-экономических показателей3.1.1 Определение капитальных затратРасчет стоимости приобретения [23] оборудования для нахождения величины капиталовложения представлен в таблице 3.1:Таблица 3.1Определение капиталовложенийНаименованиеN, штЦена за ед.,Тыс. руб.Всего, Тыс. руб.Силовой трансформатор ТРДН-25000/110/11-У1269530139060Цеховой трансформатор ТМ-2500/10411004400Цеховой трансформатор ТМ-1600/10128009600Цеховой трансформаторТМ-1000/10106006000Выключатели РУ 110 кВ262310311550Выключатели РУ 10 кВ307910237300Всего затрат--7079103.1.2 Обоснование величины эксплутационных затратАмортизационные отчисления [23] рассчитываются по формуле: (3.1)Где балансовая стоимость оборудования, тыс. руб.;норма амортизации.Расчет амортизации рассматриваемого оборудования приведен в таблице 3.2:Таблица 3.2Амортизационные отчисленияНаименованиеБалансовая стоимость Тыс. руб.Норма амортизации, %Годовой размер АО, тыс. руб.ТРДН-25000/110/11-У12016376,2512602,3ТМ-2500/1063806,25398,8ТМ-1600/10139206,25870ТМ-1000/1087006,25543,8Выключатели РУ 110 кВ451747,55,524846,1Выключатели РУ 10 кВ3440855,518924,7Всего АО1026469,558185,6Ежегодные расходы на содержание расчитываются по формуле: (3.2)Величины тарификации обслуживающего персонала приведены в таблице 3.3:Таблица 3.3Тарификация обслуживающего персоналаДолжностьТарифная ставка, руб.ЧисленностьЭ/монтер по обслуживанию электрооборудования97,32Слесарь контрольно-измерительных приборов и автоматики91,31Затраты на оплату ЗП для обслуживающего персонала равна: (3.3)Где премия обслуживающего персонала, ; коэффициент района, ; северный коэффициент, ; годовой фонд рабочего времени, ; тарификация обслуживающего персонала; численность персонала.Дополнительные затраты на оплату годового вознаграждения и мат/помощи обслуживающему персоналу: (3.4)Общий фонд оплаты труда: (3.5)Страховые взносы принимаются равными 30%. В связи с тем что распределение электроэнергии - 2 класс риска, примем процентное соотношение страховых взносов равными 30,3%: (3.6)Прочие затраты на эксплуатацию принимаются равными 10%.Эксплутационные затраты представлены в таблице 3.4:Таблица 3.4Статья затратРасход, тыс.рубАмортизационные отчисления58185,6Расходы на содержание оборудования41058,8Фонд заработной платы1208Страховые взносы366Прочие эксплуатационные затраты10081,8Итого:110900,2Величина эксплуатационных затрат равна:3.1.3 Определение показателей экономическойэффективностиОкупаемость проекта будет осуществляться исходя из передачи электроэнергии электроприемникам.Потери электроэнергии в трансформаторах: (3.7)Объем переданной электроэнергии: (3.8)Учитывая тарификацию электроэнергии для промышленных предприятийопределяется годовая прибыль от передачи электроэнергии: (3.9)Согласно расчитанным значениям дополнительная прибыль от реализации проекта составляет: (3.10)Имущественный налог равен: (3.11)Где стоимость на начало текущего года; стоимость на конец текущего года; налог на имущество, .Налог на имущество для остальных лет расчитывается аналогично.Расчитывается величина налога на прибыль: (3.12)Где налог на прибыль, ;Налог на прибыль для остальных лет расчитывается аналогично.Чистая прибыль: (3.13)Чистая прибыль для остальных лет расчитывается аналогично Чистый доход: (3.14)Где величина чистой прибыли заданного года, тыс. руб; величина амортизационных отчислений, тыс. руб.; суммарные капиталовложения заданного года, тыс. руб.Чистый доход для остальных лет расчитывается аналогично.Коэффициент дисконтирования заданного года: (3.15)где – коэффициент дисконта, ;Коэффициент дисконтирования для остальных лет расчитывается аналогично Чистый дисконтированный доход: (3.16)Где величина чистого дохода заданного года, тыс. руб;Коэффициент дисконтирования для остальных лет расчитывается аналогично. Расчет показателей коммерческой эффективности в динамике за весь анализируемый период представлен в графической части.3.2 Расчет времени окупаемости проектаЭффективными считаются мероприятия, внедрение которых обеспечивает неотрицательный ЧДД за весь рассматриваемый период.Далее рассчитываю индекс доходности: (3.17)Также определяю индекс доходности с учетом дисконтирования: (3.18)Срок окупаемости равен:Срок окупаемости с учетом дисконтирования равен:Расчет показателей коммерческой эффективности в динамике за весь анализируемый период представлен в графической части.Полученные показатели свидетельствуют, что внедрение предполагаемого научно-технического решения является экономически целесообразным.ЗаключениеВ работебыла разработана система электроснабжения Смоленского деревообрабатывающего комбината.Согласно целям и задачам, поставленным для выполнения данной работы, в первую очередь был произведен анализ потребителей Смоленского ДОК, на основании которого были определены расчетные нагрузки потребителей стороны 0,4 кВ и стороны 10 кВ.Для минимизации затрат на транспортировку электроэнергии по распределительной сети проиводился расчет оптимального расположения главной понизительной подстанции.Для визуализации распределения электрической нагрузки потребителей Смоленского ДОК были построены картограммы нагрузок потребителей.На основании предварительно расчитанных электрических нагрузок были расчитаны основные параметры системы электроснабжения Смоленского деревообрабатывающего комбината:Для распределительного устройства 110 кВ тупиковой подстанции с двумя трансформаторами и двумя линиями была выбрана мостиковая схема 110-4Н присоединения линий. Для распределительного устройства 10 кВ с двумя трансформаторами и отходящими линиями была выбрана схема 10-1Н с одной рабочей секционированной системой шин. На основании расчетов была определена мощность цеховых трансформаторов для питания потребителей стороны 0,4 кВ.Для увеличения пропускной способности проектируемой системы электроснабжения были выбраны устройства компенсации реактивной мощности для стороны 0,4 кВ и стороны 10 кВ.Была расчитана суммарная расчетная нагрузка потребителей, питающихся от главной понизительной подстанции, на основании которой был произведен выбор силовых трансформаторов на подстанции.Для дальнейшего расчета был произведен расчет токов короткого замыкания в проектируемой системе электроснабжения, включающий в себя составление схемы замещения системы электроснабжения Смоленского ДОК, расчет величин токов короткого замыкания.Используя расчетные значения токов короткого замыкания был произведен выбор аппаратов и токоведущих частей подстанции:- выключателей, разъединителей, трансформаторов тока и напряжения, сбрных шин для стороны 110 кВ;- питающих ЛЭП стороны 110 кВ, выполняемых проводом марки АС-70/11.- выключателей, трансформаторов тока и напряжения, сборных шин для стороны 10 кВ;- отходящих кабельных линий стороны 10 кВДля определения экономической эффективности проекта был произведен расчет технико-экономических показателей и срока окупаемости.Список использованной литературыПравовые акты1. Правила устройства электроустановок (ПУЭ), Издательство - НЦ ЭНАС, Год выпуска - 2003.2. Нормы технологического проектирования подстанций переменного тока с высшим напряжением 35-750 кВ (НТП ПС), Издательство -ОАО «ФСК ЕЭС», Год выпуска - 2009.3. Межотраслевые правила по охране труда [Текст]. − Издательство -НЦ ЭНАС, Год выпуска - 2003. Источники на русском языке4. Электроснабжения промышленных и гражданских предприятий, Сибикин Ю.Д. Издательство - Энергоатомиздат. Год выпуска - 1983. Количество страниц -363 с.5. Электроснабжение промышленных предприятий, Князевский В.А., Липкин Б.Ю. Издательство -Высшая школа Год выпуска - 1986. 6. Справочник по проектированию электрических сетей. Файбисович Д. Л. Издательство -НЦ ЭНАС, Год выпуска - 2006. Количество страниц - 320 с.7. Внутризаводское электроснабжение,Мельников М.А. Издательство - ТПУ, Год выпуска - 2004. Количество страниц - 159с.8. Электромагнитные переходные процессы, Ульянов С.А. Издательство -Москва, Год выпуска - 1970.9. Электрические системы и сети, Идельчик В.И. Издательство - Энергоатомиздат, Год выпуска - 1989.10. Передача и распределение электрической энергии, Герасименко А.А., Федин В.Т. Год выпуска - 2008. 11. Электрические сети энергетических систем, Боровиков В.А.Год выпуска - 1977.12. Электрическое оборудование станций и подстанций,Рожкова Л. Д., Козулин В. С. Издательство -Энергия.Год выпуска - 2005.13. Электрическая часть электростанций и подстанций,Крючков И.П., Кувшинский Н. Н., Неклепаев Б. Н. Издательство -Энергоатомиздат.Год выпуска - 2007.14. Электрические системы и сети, А.А. Глазунов, А.А. Глазунов.Издательство -ГосэнергоиздатГод выпуска - 1960.15. Электрические системы и сети, В.А. Веников, А.А. Глазунов, Л.А. Жуков.Издательство -Академия.Год выпуска - 1998.16. Электрические системы и сети, Л.А. Солдаткина.Издательство -Энергия.Год выпуска - 1989г.17. Релейная защита, Чернобровов Н.В. Издательство -Энергия, Год выпуска - 1971. Количество страниц – 624с.18. Справочник релейной защиты и автоматики, Какуевицкий Л.И., Издательство - Энергия, Год выпуска - 1968.19.Электроснабжение, Шпиганович А. Н., Гамазин С. И., Калинин В. Ф. Издательство -ЕГУ им. И. А. Бунина, Липецк: ЛГТУ, Год выпуска - 2005. Количество страниц - 90 с.20. Справочник по электроснабжению и электрооборудованию, Федоров А. А. Издательство -Энергоатомиздат, Год выпуска - 1986. Количество страниц - 567с.21. Электронный источник Гидрометцентр России. Смоленск // meteoinfo.ru.22. Электроснабжение промышленных зданий, Кудрин Б.И. Издательство -Издательский центр «Академия», Год выпуска - 2006. Количество страниц - 368 с.23. Оценка экономической эффективности научно-технических решений в сфере электроснабжения и автоматики промышленных установок и технологических комплексов, Мазурина, Е. В. Издательство -Ухта, УГТУ, Год выпуска - 2014.24. Типовой проект 13362-тм, разработанный ООО «Севзапэнергопроект», Год выпуска - 1993.