Расчеты для схемы внешнего электроснабжения предприятия на напряжение 110 кВ

4.2.1 Определение потерь электроэнергии в силовых трансформаторах ГПП.

Параметры трансформатора ТРДН-16000/110:

Потери мощности в трансформаторах:

 

(4.1)

(4.2)

Потери электроэнергии в трансформаторе:

(4.3)

где; - годовое число часов максимальных потерь, определяемое из соотношения:

(4.4)

где: ТМ - годовое число часов использования получасового максимума активной нагрузки равное 6400 [1];

ТГ - годовое число часов работы предприятия равное 8760.

4.1.2 Расчет линии электропередачи от районной подстанции энергосистемы до ГПП предприятия

Нагрузка в начале линии:

(4.5)

Расчетный ток одной цепи линии:

(4.6)

где: N - число линий.

 

Ток в послеаварийном режиме (в случае питания всей нагрузки по одной цепи линии):

(4.7)

Сечение проводов линий находим по экономической плотности тока:

(4.8)

где: экономическая плотность тока, А/мм2.

Выбираем ближайшее меньшее стандартное сечение. Провод АС-70/11 [2]. Данные провода:

Проверяем провод по нагреву в послеаварийном режиме:

Iдоп=265 А > IП=103.77 А

Потери активной энергии в проводах линии за год:

(4.9)

4.1.3 Расчет токов короткого замыкания в начале отходящих линий от питающей подстанции энергосистемы и на вводах ГПП или ЦРП

Исходная схема питания промышленного предприятия и схема замещения для расчета токов короткого замыкания приведены на рисунке 2.

 

Рисунок 2 – Схема расчета токов короткого замыкания

 

Определим параметры схемы замещения.

При мощности короткого Замыкания , а базисная мощность . За базисное напряжение принимаем среднее напряжение в ступени, где рассматривается КЗ. Среднее напряжение на 5% больше номинального, следовательно,

Сопротивление системы в относительных единицах:


(4.10)

 

Сопротивление воздушной линии 110 кВ:

 

(4.11)

 

Определяем ток короткого замыкания в точке К1.

Ток короткого замыкания в точке К1 (периодическая слагающая принимается неизменной в течение всего процесса замыкания):

 

= 15.23 кА (4.12)

 

Ударный ток короткого замыкания в точке К1:

(4.13)

где: - ударный коэффициент равный 1,8 [4].

Рассчитаем ток КЗ в точке К2.

(4.14)

Ударный ток короткого замыкания в точке К2:

 

4.1.4 Выбор коммутационной аппаратуры в начале отходящих линий от подстанции энергосистемы и на вводе ГПП

Выбор и проверка выключателей производится по следующим параметрам:

номинальному напряжению:

(4.15)

номинальному току:

(4.16)

где: - рабочий ток выключателя в наиболее тяжелом режиме:

(4.17)

номинальному току электродинамической стойкости:

симметричному:

(4.18)

асимметричному:

(4.19)

номинальному току отключения:

симметричному:

(4.20)

асимметричному:

(4.21)

где; - процентное содержание апериодической составляющей в токе короткого замыкания.

номинальному импульсу квадратичного тока (термической стойкости):

(4.22)

где: – минимальное время действия релейной защиты;

- собственное время отключения выключателя по каталогу;

- постоянная времени затухания апериодической составляющей тока КЗ.

-номинальное значение тока термической стойкости для выбранного выключателя;

- время термической стойкости.

 

Разъединители выбираются по номинальному напряжению ( ), номинальному длительному току ( ), а в режиме короткого замыкания проверяются по электродинамической и термической стойкости. Для защиты оборудования ГПП от перенапряжений выбираются ограничители перенапряжений. Результаты выбора сводим в таблицу 12:

Таблица 12.- Выбор и проверка аппаратов

Данные установки Каталожные данные
Выключатель ВГБ-110А
Разъединитель РДЗ-110/1000Н.УХЛ1
Ограничитель перенапряжений ОПН-110 В УХЛ1

 

4.1.5 Определим технико-экономические показатели схемы внешнего электроснабжения.

Годовые приведенные затраты находятся по выражению:

(4.23)

где: общие ежегодные отчисления от капиталовложений, определяются по формуле:

(4.24)

где: нормативный коэффициент эффективности, ;

отчисления на амортизацию [4];

расходы на обслуживание [4];

сумма капитальных затрат i-ой группы одинаковых элементов;

- народнохозяйственный ущерб от перерывов электроснабжения, определяется для вариантов, неравноценных по надежности. Для учебного проектирования рассматриваются равнонадежные варианты и показатель , таким образом, из расчетов исключается.

стоимость годовых потерь электроэнергии, вычисляется по формуле:

(4.25)

где: удельная стоимость потерь электроэнергии, определяется по выражению:

(4.26)

где: основная ставка тарифа, ;

стоимость одного кВт∙ч электроэнергии,;

- поправочный коэффициент, для сетей напряжением 110 кВ ;

- отношение потерь активной мощности предприятия в момент наибольшей активной нагрузки к максимальным потерям активной мощности, .

Результаты расчета экономических показателей сводим в таблицу 13.

 

Таблица 13.- Экономические показатели сети с напряжением 110кВ

Наименование оборудования Ед. изм. Количество, шт(км) Стоимость, т.р Капиталовложения, К, т.р Отчисления, Е, о.е Затраты, т.р Потери эл/енергии, кВт*ч Стоимость потерь эл/энергии, т.р
Выключатель ВГБ-110А шт. 1400,0 5600,0 0,193 1080,8 - -
Разъединитель РДЗ-110/1000Н УХЛ1 полюс 180,0 3240,0 0,193 625,3 - -
Ограничитель перенапряжений ОПН-110В УХЛ1 шт. 25,0 150,0 0,193 29,0 - -
Трансформатор ТРДН-16000/110 шт. 8000,0 16000,0 0,193 2306.53
Двухцепная ВЛ 110 кВ F=70 мм2 км 1.5 0,152 362.52 53010.56 169.103
Ограничитель перенапряжений ОПН 110-56 шт. 28,8 57,7 0,152 8,8 - -
Заземлитель ЗОН-СЭЩ 110 кВ шт. 35,0 70,0 0,193 13,5 - -
Всего по варианту       27502.7   5206.82 77606.56 2475.63
ГОДОВЫЕ ЗАТРАТЫ, Зг, т.р/год   7682.45