Дипломная работа: Электрические нагрузки ремонтно-механического цеха

X =291 м Y =339 м

6. Выбор варианта компенсации реактивной мощности

Рассмотрим несколько вариантов, в зависимости от расположения компенсирующих устройств – на низкой стороне ТП, на высокой и смешанная установка на низкой и высокой сторонах одновременно. Необходимо выбрать наиболее выгодный вариант с учетом потерь в трансформаторах.

6.1 Установка КУ на стороне низкого напряжения ТП 0,38 кВ

В этом случае

QКУ НН =ΣQр.цi,                                                              (6.1)

где Qр.цi- расчётные реактивные нагрузки НН цехов без учета потерь активной мощности в трансформаторах в виду их малости,

Qр.НН=9778,06 квар.

Предварительно определяем требуемое количество трансформаторов, для чего распределяем мощности ЭП,питающихся от одних и тех-же подстанций, по группам. После этого определяем необходимую установленную мощность трансформаторов Sтр.уст.(кВА), их количество и коэффициенты загрузки.

Далее определяем суммарную реактивную мощность групп ЭП - Qрасч.сумм., квар., определяем тип и требуемую мощность компенсирующих устройств Qку.треб.(на одну секцию), квар на каждой из секций подстанций согласно стандартному ряду. КУ устанавливаем на стороне НН каждой ТП.

По табл. 9.2 [5,221] принимаем к установке:

4*УКН-0,38-600 Н------ ККУ=4,46 тыс.у.е.., Qном=600 квар;

13* УКН-0,38-500 Н---- ККУ=3,64 тыс.у.е.., Qном=500 квар;

5* УКН-0,38-324 Н----- ККУ=2,91 тыс.у.е.., Qном=324 квар;

Их суммарная мощность 10520 квар.

На заводе установлено 7 двух-хтрансформаторных и 1 одно-трансформаторных КТП с трансформаторами мощностью по 1000 кВА;

1 двух-хтрансформаторная и 2 одно-трансформаторных КТП с трансформаторами мощностью по 630 кВА

Капиталовложения на сооружение КТП по табл. 2-20 [4,132]:

K2*1000 = 30,65 тыс. у.е.; K1*1000 = 15,50 тыс. у.е.;

K2*630 = 25,47 тыс. у.е. K1*630 = 13,14 тыс. у.е

На КТП принимаем к установке трансформаторы типа ТМ-630/10/0.4 и ТМ-1000/10/0.4 (по табл.2-93 из [2.263]).

Определяем потери мощности и энергии в трансформаторах за год при их работе в экономически целесообразном режиме по (6.7)-(6.9).

Принимаем при расчётах kИ.П.=0,05 кВт/квар.

;                                               (7.2)

 квар;

                                      (7.3)

 квар;

;                                                       (7.4)

 кВт;

                                                         (7.5)

 кВт.

Приведенные потери мощности в одном трансформаторе, кВт:

;                                                                    (7.6)

 кВт, 

Приведенные потери мощности для n трансформаторов по (5.3 ):

                    (7.7)

∆P1=4*2,9 + (1*0,603 2+1*0,698 2 +2*0,6632 )*9,33+

15*5,3+(1*0,622 2 +2*0,612 2 + 2*0,6552 + 2*0,6962 + 2*0,622 2 + 2*0,6982 + 2*0,822+2*0,82 2)*15,45 = (11,6+16,14)+(79,5+114,34) = 221,58 кВт

Общие потери электроэнергии во всех трансформаторах завода с учётом того, что они работают при заданных kЗi круглый год по [2]:

                   (7.8)

∆W = 91,1*8760 + 130,48*4477 = 13,822*105 кВт*ч

где t - время максимальных потерь, t=4477 ч. из предыдущего расчета

Стоимость потерь электроэнергии при стоимости потерь 1 кВт*ч с0=0,015 у.е./кВт*ч

Сп1= b *DW1;                                             (7.9)

Сп1=0,015*13,822*105= 20 733 у.е.

Общие капиталозатраты на сооружение КТП и КУ проведем по ф-ле 2-49 (2.63) с учетом нормативных коэффициентов экономической эффективности капитальных затрат:

З = рН         К + СЭ        = рН К +(Са + Ст.р)К     .+ Сп                     (7.10)

где    К – капитальные вложения на КТП и КУ, тыс. у.е.

рН - нормативный коэффициент экономической эффективности, рН = 0,125;

СЭ – ежегодные эксплуатационные расходы, тыс. у.е./ год;

Са - отчисления на амортизацию, Са= 6,4% табл. 56.1 (3,526)

Ст.р – отчисления на текущий ремонт, Ст.р =3% табл. 56.1 (3,526);

Сп - стоимость потерь электроэнергии из расчета по ф-ле (7,10), тыс. у.е.

KКУ=4*Kку600+ 13*Кку500+5*Кку324 =4*4,46 + 13*3,64 +5*2,91 =79,71 тыс.у.е.

KКТП=7*К2*1000+1*К1*1000 +1*К2*630 +2*К1*630

KКТП=7*30,65+1*15,5 +1*25,47+2*13,14 = 281,8 тыс.у.е.

К1 = KКУ + KКТП =79,71 + 281,18 =360,89 тыс.у.е.

Суммарные годовые затраты для варианта №1 при сроке окупаемости 8 лет (pН=0,125):

З1=0,125*360,89+(0,03+0,064)360,89+20,733 = 99,768тыс.у.е. (7.12)

6.2 Установка КУ на стороне высокого напряжения ТП 10 кВ

В этом случае QКУ ВН = QВН = ΣQр.цi + SDQтр,                                (7.13)

где    Qр.цi- расчётные реактивные нагрузки цехов, квар;

SDQтр – потери реактивной мощности в трансформаторах, квар;

Qр.ВН= 10756 квар.

Предварительно определяем требуемое количество трансформаторов, для чего распределяем мощности ЭП,питающихся от одних и тех-же подстанций, по группам. После этого определяем необходимую установленную мощность трансформаторов Sтр.уст.(кВА), их количество и коэффициенты загрузки с учетом прохождения через трансформаторы полной мощности нагрузки и потерь в трансформаторах, учитывая что потери DQтр уменьшают установленную мощность КУ на ВН (т.к. поток направлен от потребителя)

Далее аналогично п.7.1. Результаты расчета приведены в таблице 7.2

Приведенные потери мощности для n трансформаторов по (7.7 ):

∆P2= (10*2,9 + (2*0,785 2+4*0,768 2 +4*0,7172 )*9,33)+

(14*5,3+(2*0,828 2 +2*0,715 2 + 1*0,5382 + 3*0,7862+ 2*0,592 2 + 4*0,8452 )*15,45) = (29+52,7)+(74,2+125,04) = 280,94кВт

Общие потери электроэнергии во всех трансформаторах по (7.8 ):

∆W2 = 103,2*8760 + 177,74*4477 = 16,998*105 кВт*ч

Стоимость потерь электроэнергии по ф-ле (7.9)

Сп2=0,015*16,998*105= 25 496,6 = 25,496 тыс.у.е.

Общие капиталозатраты на сооружение КТП и КУ по ф-ле (7.10)

З = рН         К2 + СЭ2 = рН К2 +(Са + Ст.р)К2.+ Сп                                    

KКУ=2*Kку500+ 3*Кку450+19*Кку330 =2*3,23 + 3*2,62 +19*2,33 = 58,59 тыс.у.е.

KКТП=6*К2*1000+2*К1*1000 +5*К2*630

KКТП=6*30,65+2*15,5 +5*25,47= 342,25 тыс.у.е.

К2 = KКУ + KКТП =58,59 + 342,25 =400,84тыс.у.е.

Суммарные годовые затраты для варианта №2

З2=0,125*400,84+(0,03+0,064) 400,84+25,496= 113,28тыс.у.е.

6.3 Смешанная установка КУ “50/50” на стороне 0,38 кВ ина стороне 10 кВ

Согласно таблице 4.1 и по условию компенсации “50/50” мощности, подлежащие компенсации составят:

QКУ НН = Qр.НН = = 4889,03 квар.

QКУ ВН = Qр.ВН =  = 5378 квар.

Определяем необходимую установленную мощность трансформаторов Sтр.уст.(кВА), их количество и коэффициенты загрузки с учетом прохождения через трансформаторы 50% реактивной мощности нагрузки и потерь в трансформаторах, учитывая что потери DQтр уменьшают установленную мощность КУ на ВН (т.к. поток направлен от потребителя)

Далее аналогично п.7.1. Результаты расчета приведены в таблице 7.3

∆P3= (10*2,9 + (2*0,763 2+4*0,748 2 +4*0,7042 )*9,33)+

(14*5,3+(2*0,81 2 +2*0,878 2 + 1*0,5252 + 3*0,7722+ 2*0,578 2 + 4*0,8372 )*15,45) = (29+50,24)+(74,2+129,59) = 283,035кВт

Общие потери электроэнергии во всех трансформаторах по (7.8 ):

∆W3 = 103,2*8760 + 179,83*4477 = 17,092*105 кВт*ч

Стоимость потерь электроэнергии по ф-ле (7.9)

Сп3=0,015*17,092*105= 25 637 = 25,637 тыс.у.е.

Общие капиталозатраты на сооружение КТП и КУ по ф-ле (7.10)

З = рН         К3 + СЭ2 = рН К3 +(Са + Ст.р)К3.+ Сп

KКУ=4*Kку150+ 13*Кку220+5*Кку300 +2*Кку320 +17*Кку330

KКУ =4*2,15 + 13*3,15 +5*4,16 +2*4,4 +17*2,33 = 118,76 тыс.у.е.

KКТП=6*К2*1000+2*К1*1000 +5*К2*630          

KКТП=6*30,65+2*15,5 +5*25,47= 342,25 тыс.у.е.

К3 = KКУ + KКТП =118,76 + 342,25 = 461,1тыс.у.е.

Суммарные годовые затраты для варианта №3

З3=0,125*400,84+(0,03+0,064) 400,84+25,496= 126,62тыс.у.е.

Таким образом суммарные годовые затраты для варианта №1 при сроке окупаемости 8 лет (pН=0,125) являются минимальными и отличаются от остальных вариантов более чем на 10% в пользу экономичности.

З1 = 99,768 тыс.у.е.               

З2 =113,28 тыс.у.е.               

З3 = 126,62 тыс.у.е.              

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19