капіталовкладення на встановлення 1 квар потужності компенсувальних пристроїв, при напрузі 0,38 кВ грн/квар.
Витрати на експлуатацію:
грн.
Вартість втрат активної потужності:
грн/рік.
де – питомі втрати активної потужності в компенсувальних пристроях, при встановленні батарей на 0,38 кВ кВт/Мвар.
Час найбільших втрат електроенергії:
год;
Плата за споживання і генерацію реактивної потужності:
, (3.12)
де – генерація реактивної енергії в мережу електропередавальної органі-зації в точці обліку за розрахунковий період, квар•год;
– нормативний коефіцієнт урахування збитків енергосистеми від генерації реактивної електроенергії з мережі споживача.
Додаткова плата:
, (3.13)
де – нормативне базове значення коефіцієнта стимулювання капітальних вкладень у засоби КРП в електричних мережах споживача.
Розрахункове значення коефіцієнта реактивної потужності . Отже , тобто П2=0.
квар;
квар;
квар;
квар;
грн;
грн;
грн.
Дисконтовані витрати
Проведемо розрахунок з встановленням автоматичних компенсувальних установок з боку низької напруги 0,38 кВ. Встановлюємо дві комплектні конденсаторні установки типу УКРП-0,38-300-20У3 сумарною потужністю 600 квар.
Дисконтовані витрати
. (3.14)
Витрати на експлуатацію
грн.
Вартість втрат активної потужності
грн/рік.
Визначимо дисконтовані витрати
грн.
Як показав техніко-економічний розрахунок, встановлення низьковольтних автоматичних компенсувальних пристроїв є економічно доцільним. Отже, остаточно приймаємо при проектуванні встановлення КП типу УКРП-0,38-300-20У3 – 2шт. Схема встановлення компенсувальних пристроїв з боку 0,38 кВ зображена на рисунку 3.2.
Рисунок 3.1 – Добовий графік реактивного навантаження
Рисунок 3.2 – Схема встановлення КП на стороні 0,38 кВ
3.2 Вибір потужності трансформаторів цехових підстанцій
Питання вибору кількості і потужності трансформаторів знижувальних підстанцій вирішують з врахуванням надійності електропостачання споживачів, перевантажувальної здатності трансформаторів і найбільшого використання їх установленої потужності.
Потужність трансформаторів у нормальному режимі повинна бути такою, щоб забезпечити живлення усіх споживачів, приєднаних до даної підстанції, а в аварійному режимі – всіх відповідальних споживачів першої і другої категорії надійності.
Для живлення електроприймачів даного цеху встановлена двотрансформаторна підстанція. Таку підстанцію рекомендується використовувати при значній нерівномірності графіків навантаження. При установці встановлені на знижувальній підстанції двох трансформаторів їх номінальну потужність вибирають такою, щоб при вимкненні одного з них інший міг забезпечити електропостачання споживачів другої категорії надійності з допустимим перевантаженням. У відповідності з правилами технічної експлуатації в післяаварійних режимах допускається перевантаження трансформаторів на 40% (але не більше 6 годин на добу на протязі 5 діб). В нормальному режимі навантаження трансформаторів повинно складати 60-70% від сумарного навантаження підстанції.
Проектується двотрансформаторна підстанція, що забезпечує потрібний рівень надійності електропостачання. Визначаємо номінальну потужність трансформаторів для двотрансформаторної підстанції
кВА;
кВА.
Вибираємо трансформатор типу ТМ-1000/10 кВ з паспортними даними: UK=5,5%, РХ=2,45 кВт, РК=11 кВт, ціна=15000грн згідно з таблицею 3.4 [5].
При цьому сумарна встановлена потужність трансформаторів:
, (3.15)
кВА.
Коефіцієнт завантаження трансформатора в нормальному режимі для двотрансформаторної підстанції
.
В аварійному режимі при вимкненні одного із трансформаторів:
.
Звідси видно, що умова по перевантаженню трансформаторів виконується. Отже, трансформатор вибрано вірно.
Для техніко-економічного порівняння розглянемо два варіанти:
1 – трансформатор типу ТМ-1000/10 (вибраний);
2 – трансформатор типу ТМ-1600/10 з паспортними даними: UK=5,5%, РХ=3,3 кВт, РК=16,5 кВт, ціна=21000грн.
Коефіцієнт завантаження трансформатора в нормальному режимі для двотрансформаторної підстанції:
.
В аварійному режимі при вимкненні одного із трансформаторів:
.
Трансформатор ТМ-1600/10 недовантажений у нормальному режимі роботи. Отже для проектування приймаємо перший варіант.
4 Вибір схеми електропостачання цеху та регулювання напруги трансформаторами
4.1 Вибір схеми електропостачання цеху
При побудові схем електропостачання потрібно керуватися такими основними принципами:
максимальне наближення джерел живлення до споживача, тобто наближення джерел високої напруги та підстанцій глибокого вводу до електроустановок споживачів і розміщення їх поряд з енергоємними виробничими комплексами;
резервування живлення для окремих категорій споживачів повинно бути здійснено в самій схемі електропостачання. Для цього всі елементи (лінії, трансформатори) повинні нести в нормальному режимі стале навантаження, а в післяаварійному режимі, після вимкнення пошкоджених ділянок, приймати на себе живлення споживачів, які залишилися в роботі з врахуванням допустимих для цих елементів перевантажень;
- секціонування всіх ділянок системи електропостачання, починаючи від шин ЦРП, ГПП, РП, ТП для підвищення надійності живлення. При цьому в нормальному режимі роботи необхідно забезпечити окрему роботу елементів системи електропостачання, що знижує рівень струмів КЗ, полегшує і здешевлює комутаційну апаратуру і спрощує релейний захист.
Для виробничої майстерні необхідно вибрати схему внутрішнього електропостачання. Вибір проводимо враховуючи особливості режиму роботи споживачів, можливості подальшого розширення виробництва, зручності обслуговування тощо.
Розглянемо розподіл електроенергії по радіальній схемі (рисунок 4.1). Її переваги – простота виконання і надійність в експлуатації, можливість застосування простого і надійного захисту і автоматики. Недоліком такої схеми є те, що при аварійному вимкненні живильної радіальної лінії цехової РП порушується електропостачання цехової ТП. Для усунення цього недоліку цехові ТП виконують двотрансформаторними.
Застосування радіальної схеми електропостачання збільшує кількість високовольтних апаратів, що, в свою чергу, збільшує капітальні вкладення.
Рисунок 4.1 – Радіальна схема електропостачання виробничої майстерні
Для електропостачання даного цеху приймаємо радіальну схему електропостачання, в зв’язку з тим, що підприємство відноситься до споживачів ІІ категорії.
4.2 Розроблення схеми електропостачання цеху
Живлення виробничої майстерні підприємства здійснюється від цехової комплектної трансформаторної підстанції. Комплектна трансформаторна підстанція на підприємстві двотрансформаторна. На підстанцію підведено живлення напругою 10 кВ за допомогою кабельних ліній від підстанції Арматурний завод 110/35/10 кВ. З боку високої напруги приєднання трансформаторів здійснюється глухим вводом. З боку низької напруги приєднання трансформаторів проводиться через ввідні пристрої (шафи) з автоматичними вимикачами.
На трансформаторній підстанції встановлений секційний вимикач (автомат).
Живлення споживачів здійснюється кабельними лініями напругою 0,38кВ.
Рисунок 4.2 – Схема з’єднання РП 10 кВ та ТП 10/0,38 кВ
4.3 Регулювання напруги мережі
Кожен електроприймач розрахований на нормальну роботу з певною напругою, яку називають номінальною. При цій напрузі забезпечується найекономічніша робота електрообладнання та приймачів електричної енергії. Номінальна напруга електричної мережі відповідає номінальній напрузі її електроприймачів.
Регулювання напруги мережі здійснюється на підстанції з допомогою трансформаторів.
Визначимо коефіцієнт трансформації трансформатора ТМ-1000/10.
Номінальна