Выбор схемы электроснабжения предприятия

Выбор вариантов схем электроснабжения предприятия РУ 110кВ

Система электроснабжения предприятия состоит из источников питания, линий электропередач, осуществляющих подачу электроэнергии к предприятию, понизительных подстанций и распределительных пунктов, а также связывающих их кабелей.

Требования, которым должна удовлетворять схема электроснабжения:

– надежность;

– экономичность;

– удобство и безопасность эксплуатации;

– обеспечение необходимого качества электроэнергии у электроприемников;

– возможность дальнейшего развития сети.

Надежность сети определяется категорией потребителя по бесперебойности снабжения электроэнергией. Экономичность сети характеризуется стоимостными показателями. Кроме того, необходимо учитывать такие требования, как характер размещения нагрузок по территории предприятия, а также его потребляемую мощность.

Принимается схема электроснабжения с одной ГПП. Ввиду наличия потребителей первой категории по степени бесперебойности электроснабжения предусматривается секционирование шин ГПП и питание каждой секции по отдельной линии.

При построении схемы электроснабжения надо исходить из принципа максимально возможного приближения высшего напряжения к электроустановкам потребителей и применения минимального количества ступеней промежуточной трансформации.

Резервирование питания для отдельных категорий потребителей закладывается в самой схеме электроснабжения. Для этого все элементы схемы (линии, трансформаторы, аппаратура) несут в нормальном режиме постоянную нагрузку, а в послеаварийном (после отключения поврежденных участков) принимают на себя питание оставшихся в работе потребителей с учетом допустимых для этих элементов нагрузок. При секционировании всех звеньев системы электроснабжения, начиная от шин ГПП, предусматривается установка на них системы АВР (автоматического включения резерва) для повышения надежности питания. При этом в нормальном режиме работы обеспечивается раздельная работа элементов системы электроснабжения, что снижает уровень токов короткого замыкания, облегчает и удешевляет коммутационную аппаратуру и упрощает релейную защиту.

Схемы электроснабжения заводов строятся по ступенчатому принципу. Число ступеней распределения электроэнергии на предприятии определяется потребляемыми мощностями и топологическим расположением электрических нагрузок на территории предприятия. Число ступеней распределения должно быть не более 2-3. При большем числе ступеней снижается надежность схем, и они становятся неэкономичными.

На небольших и средних предприятиях, а также на второй и последующих ступенях электроснабжения крупных предприятий электроэнергия распределяется на напряжении 10 кВ в основном по кабельным линиям. Напряжение 6 кВ является неперспективным и применяется только при большом количестве двигателей мощностью от 200 до 800 кВт (химия, нефтехимия).

Мощность трансформаторов ГПП составляет 40 МВА. По способу присоединения понизительной подстанции к питающей линии она является тупиковой, число присоединений – четыре. Поэтому РУ-110 кВ ГПП выполняется по схеме «Два блока с выключателями и неавтоматической перемычкой со стороны линии».

Схема распределительного устройства 110 кВ ГПП представлена на рисунке 5.1.

Рисунок 5.1 - Схема РУ-110 кВ ГПП

 

Технико-экономическое сравнение вариантов схем электроснабжения

 

Учитывая малую площадь предприятия потерями в кабельных линиях пренебрегаем.

Вариант 1. Предусматривает питание ТП и высоковольтных синхронных электродвигателей от РУ 10 кВ ГПП, радиальными линиями, выполненными кабелем АПвПг, проложенным по эстакаде.

Схема питания изображена на рисунке 5.2.

Вариант 2. Предусматривает питание ТП и высоковольтных синхронных электродвигателей от РУ 10 кВ ГПП, магистральными линиями, выполненными кабелем АПвПг, проложенным по эстакаде.

Схема питания изображена на рисунке 5.3.

 

Рисунок 5.2 – Схема распределения напряжения 10 кВ (Вариант 1)

Рисунок 5.3 – Схема распределения напряжения 10 кВ (Вариант 2)

Выбор наилучшего варианта схемы электроснабжения ведем в соответствии с “Методическими рекомендациями по оценке эффективности инвестиционных проектов”. Согласно этому документу по каждому варианту определяются затраты, результаты, экономический эффект. Лучшим признается вариант, у которого величина экономического эффекта максимальна или при условии тождества – затраты на его осуществление минимальны.

Экономический эффект рассчитывается по условиям эксплуатации за расчетный период. Суммарный – по годам расчетного периода. Экономический эффект определяется по выражению:

(5.1)

где Р_т – стоимостная оценка результатов осуществления одного из вариантов за расчетный период;

З_т – стоимостная оценка затрат на осуществление одного из вариантов за расчетный период.

При данном количестве передаваемой электроэнергии по обоим вариантам значение Р_т остается неизменным (Р_т=const). Предполагается, что дальнейшая эксплуатация происходит с неизменными годовыми издержками, потери энергии, затраты на ремонт и обслуживание и другие затраты не меняются в течение рассматриваемого срока эксплуатации (P_т=const). 

Тогда выбор наилучшего варианта может производиться по минимуму годовых приведенных затрат. Приведенные затраты определяются для отличающихся частей сопоставимых вариантов по выражению:

(5.2)

где З – приведенные затраты, руб./год;

К – единовременные капиталовложения, определяемые в действующих ценах с учетом стоимости монтажа и строительной части, руб.;

С – текущие ежегодные эксплуатационные затраты, руб./год;

r – коэффициент приведения (реальная процентная ставка на текущий период), 1/год.

(5.3)

где E_n = 0,2 1/год – номинальная процентная ставка

b = 0,07 – средний уровень инфляции.

 

По выражению (5.3) рассчитываем:

Тот вариант считается оптимальным, чьи затраты минимальны, то есть:

                                    

Ежегодные эксплуатационные затраты при единовременном вводе в эксплуатацию данного сооружения определяются:

(5.4)

где С_а – годовые амортизационные отчисления, руб./год;

С_ро – годовые затраты на текущий ремонт и обслуживание, руб./год;

С_э – стоимость годовых потерь электроэнергии в элементах системы электроснабжения, руб./год.

Амортизационные отчисления определяются по годовым нормам амортизации P_а от капиталовложения К на сооружаемые элементы электроснабжения.

(5.5)

Годовые затраты на текущий ремонт и обслуживание определяются по годовым нормам отчислений на текущий ремонт и обслуживание, P_ро, 1/год.

(5.6)

Стоимость годовых потерь электроэнергии в элементах системы электроснабжения.

(5.7)

где DW – годовые потери электроэнергии, ;

С_уэ– тариф на электроэнергию,

(5.8)

где DP_с – средние потери активной мощности;

Т_г – годовое время работы, ч/год.

(5.9)

где DP_м – максимальные потери активной мощности, кВт;

 – относительное время использования максимума потерь.

(5.10)

где ,  – основная и дополнительная ставки двухставочного тарифа на электроэнергию.

 = 1130,06 , =1,46

	(5.11)
	(5.12)

где γ – стоимость 1кВт*года электроэнергии, ;

(5.13)

при	(5.14)
при	(5.15)

где Т_г – годовое время работы, ;

Т_м – число часов использования максимума активной нагрузки, ч/год;

Принимаем Т_м= 4200 ч/год, Т_г = 6400 ч/год

4200 ч/год < 0,7·6400 = 4480 ч/год.

Тогда:

Находим максимальные потери активной мощности для отдельных элементов сети. Следует отметить, что на стадии технико-экономических обоснований затраты на потери электроэнергии определяются только для элементов, которые различаются в сравниваемых вариантах.

Формулу (5.2) можно преобразовать, подставляя в нее формулы (5.4), (5.5) и (5.6) получим:

(5.16)

где  – суммарный коэффициент отчислений от капитальных затрат.

Коэффициенты нормативных отчислений для разных элементов электроснабжающей системы приведены в таблице 5.1.

                                                                                               

Таблица 5.1 – Коэффициенты ежегодных отчислений от капитальных затрат для различных элементов системы электроснабжения

Элементы системы электроснабжения	Значения коэффициентов, доли ед.
	ра	р0	r
Кабельные линии 10 кВ в траншее	0,03	0,015	0,036	0,081
Кабельные линии 10 кВ по эстакаде	0,024	0,01	0,036	0,07
Оборудование РУ-10кВ	0,063	0,01	0,036	0,109

 

Максимальные потери активной мощности для различных элементов электроустановок определяются следующим образом:

для кабелей:

 

(5.17)

где R₀ – удельное сопротивление кабеля, Ом;

L – длина кабеля, км.

Таблица 5.2 - Определение приведенных затрат на сооружение системы электроснабжения

Элементы электроснабжения	Вариант 1			Вариант 2
	Кабель АПвПг (3х50)мм2	Кабель АПвПг (3х70)мм2	Ячейки КРУ-10кВ	Кабель АПвПг (3х50)мм2	Кабель АПвПг (3х70)мм2	Кабель АПвПг (3х95)мм2	Кабель АПвПг (3х185)мм2	Выключатели нагрузки
Kу, руб./шт, руб./км	556000	642000	356670	556000	642000	587000	704000	39800
N, шт./км	1,94	7,54	10	0,54	1,62	0,78	2,3	16
K, руб.	1078640	4840680	3566700	300240	1040040	457860	1619200	636800
р, 1/год	0,07	0,07	0,109	0,07	0,07	0,07	0,07	0,109
Kг = K· р, руб./год	75504,8	338847,6	388770,3	21016,8	72802,8	32050,2	113344	69411,2
R0, Ом/км	0,53	0,37	-	0,53	0,37	0,195	0,154	-
IР, А	57,73	92,38	-	57,73	92,38	114,74	277,14	-
ΔPм, кВт	10,28	71,42	-	2,86	15,35	6,01	81,61	-
g,руб./кВт	30008	30008	-	30008	30008	30008	30008	-
СЭ= D Р∙ g ∙τ*	141596,24	983784,50	-	39413,39	211370,15	82742,74	1124133,72	-
З=р∙К+СЭ	217101,04	1322632,10	388770,30	60430,19	284172,95	114792,94	1237477,72	69411,20
Итого	1928503,44			1766284,99

Вывод: Из технико-экономических расчетов видно, что у второго варианта приведенные затраты меньше, чем у второго варианта. Следовательно, при оговоренных ранее допущениях (Р_т = const и З_т = const для обоих вариантов) экономический эффект от первого варианта будет больше. Таким образом, из двух вариантов схемы электроснабжения останавливаемся на варианте № 2 (питание по смешанной схеме).

---

Дата добавления: 2019-07-17; просмотров: 371; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!