Выбор напряжения внешнего и внутризаводского электроснабжения ПП презентация

Занятие 2 Тема: Выбор напряжения внешнего и внутризаводского электроснабжения ПП План занятия 1.Актуальность задачи выбора рационального напряжения в системах электроснабжения. 2. Выбор номинального напряжения внешнего электроснабжения. 3. Выбор напряжения распределительных сетей предприятий.

1. Актуальность задачи выбора рационального напряжения в системах электроснабжения.

Выбор уровня напряжения основывается на сравнении технико – экономических показателей различных вариантов, когда: 1.От источника питания можно получить энергию при двух и более напряжениях; 2. При проектировании электроснабжения предприятия приходится расширять существующие подстанции и увеличивать мощность заводских электростанций. 3. Сети заводских электростанций связывать с сетями энергосистем.

Напряжение 6 кВ применяют при: – значительном количестве электроприемников 6 кВ; –собственной электростанции с напряжением генераторов 6 кВ. Напряжение 10 кВ о применяют при: –на предприятии имеются мощные двигатели, допускающими подключение к сети 10кВ; – на предприятии небольшой и средней мощности при отсутствии или незначительном количестве двигателей на 6кВ; – на предприятии, имеющем собственную электростанцию на 10кВ.

Напряжение 35 кВ рекомендуется использовать при наличии6 а) мощных ЭП на 35кВ; б) ЭП повышенного напряжения, значительно удаленных от ИП; в) подстанции малой и средней мощности напряжением 35/0,4кВ, включенных по системе глубокого ввода. Для крупных и особо крупных предприятий следует применять напряжение 110, 220 и 330кВ.

2. Выбор номинального напряжения внешнего электроснабжения: приближенное определение рационального напряжения; определение рационального напряжения аналитическим расчетом. .

Ориентировочно уровень напряжения можно определить по монограмме

Германия U=3√S + 0,5L где S – передаваемая мощность, МВА, L – расстояние, км США U=4,34√L+16P Швеция U=17√L/16 + P СССР U = 16 √P · L где Р – передаваемая мощность, МВт; L – расстояние до источника питания, км.

Область ориентировочных значений рационального напряжения при значительных нагрузках можно определить по таблице

Критерием эффективности при выборе вариантов СЭС является минимум годовых затрат: З = Ен∙ К + С где Ен – нормативный коэффициент эффективности капитальных вложений, отн. ед.; К – капитальные вложения в объект, включая стоимость проектирования, СМР и оборудования, руб; С – годовые эксплуатационные расхода, руб; Ен –коэффициент, в условиях нормального функционирования экономики равно 0,12÷0,15.

Капитальные затраты на сооружение системы электроснабжения выражают формулой: К = Кл + Коб + Кдв, где Кл – капитальные затраты на сооружение воздушных и кабельных линий; Кл = Кло · L Коб – капитальные затраты на установку оборудования Кдв – дополнительные капитальные вложения в источники электроэнергии на покрытие потерь мощности в системах электроснабжения.

Эксплуатационные расходы: С = Сп + Са + Соп.= с·ΔW +раК/100+р0К/100 где Сп – стоимость потерь электроэнергии; Са – амортизационные отчисления; Соп – стоимость содержания обслуживающего персонала. с·– стоимость потерь электроэнергии, руб/кВтч; ΔW – годовые потери энергии, кВтч; ра – отчисления на амортизацию и капитальный ремонт, %; р0 – отчисления на ремонт и обслуживание, %; К– капитальные затраты на сооружение объекта электроснабжения;

Определить ТЭП внешнего электроснабжения предприятия 1-й категории при Тгод=6300ч Определяем суммарные затраты: 1 Капитальные затраты установленного оборудования и линии:

2. Эксплуатационные расходы

Предпочтение отдают варианту с более высоким напряжением даже при небольших экономических преимуществах, (не превышающих 10 – 25%), низшего из сравниваемых напряжений. Рациональным напряжением называется Uрац имеющее минимальные капитальные затраты

3. Выбор напряжения распределительных сетей предприятий (метод планирования эксперимента)

Рациональное напряжение для систем внутризаводского электроснабжения определяют в зависимости от пяти факторов: S – суммарная нагрузка предприятия, кВА; Lср – средняя длина линии распределительной сети, км; ΔС0- стоимость 1кВт год потерь электроэнергии β – отношение потребителей 6 кВ ко всей нагрузке предприятия, %; α– отношение числа часов работы предприятия в году Тг к числу использования максимальной нагрузки Тм.

Все факторы в математической модели используются в кодированном виде, переход к которому осуществляется по формуле: Xi – кодированное значение данного фактора; xi – действующее значение фактора; xiб – базовый уровень данного фактора; Δxi – шаг выравнивания данного фактора

Диапазоны выравнивания факторов

На выбор напряжения влияет схема распределения электроэнергия Для радиальной одноступенчатой схемы: Uрац= 7,59 + 0,74 х1 + 1,21х2 + 0,27х3–1,18х4+ +0,61х1·х2+0,22х3·х2+0,20х4·х2; Для магистральной схемы с двойными сквозными магистралями: Uрац= 8,07 + 0,92 х1 + 1,45х2 + 0,37х3–1,33х4 – 0,14х5 + 0,67х1·х2+ 0,20х1·х3+ 0,24х3·х2+0,29х4·х2;

При выборе Uрац получаем нестандартное напряжение. Для определения стандартного напряжения необходимо определить приведенные затраты для ближайшего большего и ближайшего меньшего к расчетному нестандартному напряжению.

Математические модели приведены для напряжения 6 и 10кВ. Радиальная одноступенчатая схема З6кВ = 87,33+ 42,43 х1 + 10,93х2 + 12,37х3–2,13х4 + 5,99х1·х2+ 7,71х1·х3; З10кВ = 87,15+ 41,2 х1 + 8,27х2 + 11,95х3 + 3,88х1·х2+ 7,43х1·х3;

Для магистральной схемы с двойными сквозными магистралями З6кВ = 89,67+ 40,31 х1 + 10,22х2 + 13,31х3–2,96х4 + 6,04х1·х2+ 8,25х1·х3; З10кВ = 88,55+ 44,48 х1 + 7,05х2 + 12,46х3 –2,61х4+ 3,69х1·х2+ 7,57х1·х3;

Пример Определить рациональное напряжение при радиальной схеме внутреннего электроснабжения предприятия. Общая расчетная нагрузка цеховых ТП S=43450 кВА; Общая расчетная нагрузка двигателей 6кв – 2600кВА; Стоимость 1 кВтч потерь электроэнергии – 300 руб/кВтч; Тг = 6400ч; Тм = 4850ч; коэффициент равномерности нагрузки – 0,95

1– цеховые ТП; 2 – РП 6 кВ; 3 – кабельные линии

Решение Суммарная нагрузка предприятия S = (Sтп + Sд6кВ)·кр = (43450 + 2600) · 0,95 = 43800кВА Х1 = =0,69 2) Средняя длина линии распределительной сети Определяется по генплану п =38 линий. L = Σli/n = (0,12 + 0,15 + 0,14 +0,21 + 0,29 + 0,23 + 0,28 +0,42 +0,21 +0,27 + 0,53 + 0,43 + 0,47+0,35 + 0,14 +0,1 + 0,74+0,15+0,2) х2/ 38 = 0,286км Х2= = –0,78

3) стоимость 1кВт год потерь электроэнергии Со=с0 · Тг = 300 х 6400 = 1920000руб /кВтч год Х3 = = 0,23 4) отношение потребителей 6 кВ ко всей нагрузке предприятия β = Sд6кВ / (Sтп + Sд6кВ) = 2600 х100 / (43540+2600) = 5,63% Х4 = = – 0,097

Uрац= 7,59 + 0,74х0,691 + 1,21х(-0,78) + 0,27х 0,23 – 1,18х(-0,09)+ 0,61х0,69х(-0,78)+0,22х(-0,78)х0,23 +0,2х(-0,78)х(-0,09) = 6,97кВ. З6кВ = 87,33+ 42,43х0,69 + 10,93х(-0,78) + 12,37х0,29 –2,13х(-0,097) + 5,99х0,69х(-0,78)+ 7,71х0,69х0,29 = 109,3 тыс.руб/год; З10кВ = 87,15+ 41,2 х 0,69 + 8,27х (-0,78) + 11,95х0,29+ 3,88х0,69х(-0,78)+ 7,43х 0,69х0,29 = 111,17 тыс. руб/год З6кВ=109,3 тыс.руб/год; З10кВ =111,17 тыс. руб/год Выбираем уровень 6кВ

Пример Определить рациональное напряжение при магистральной схеме электроснабжения Все факторы кроме Х2 остаются неизменные. Средняя длина линии распределительной сети Определяется по генплану п =18 линий. L = Σli/n = (0,12 + 0,14 +0,21 + 0,28 +0,21 +0,27 + 0,53 + 0,14 + 0,14+0,15) *2/ 18 = 0,214км Х2= = –0,96

Фактор Х5 – неравномерность графика электрических нагрузок: α=Тг/Тм = 6400/4850 = 1,32 Х5= =0,2

Uрац= 8,07 + 0,92х0,691 + 1,45х(-0,96) + 0,37х 0,23 – 1,33х(-0,097)+ 0,14х 0,2+ 0,67х0,69х(-0,96)+0,2х0,69х0,23 +0,24х(-0,96)х0,23+0,29 х(-0,096)х0,09 = 7,05кВ. З6кВ=111,77 тыс.руб/год; З10кВ =111,8 тыс. руб/год Выбираем уровень 10кВ с учетом перспективы развития предприятия