Методика корректировки схем электроснабжения промышленных предприятий УДК 621.31.031.001.24
|
Введение 19
ГЛАВА 1. АНАЛИТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ РАСЧЕТА 28
ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАГРУЗОК
1.1 Исходные данные для расчета 30
1.2 Расчет электрических нагрузок по предприятию 30
1.2.1 Расчет осветительной и силовой нагрузки 33
1.2.2 Построение Картограмма ЭН 35
1.2.3 Построение зоны рассеяния центра ЭН 37
1.3 Выбор числа цеховых трансформаторов и определение потерь 39 мощности в трансформаторах на напряжение 0,4 кВ
1.4 Выбор схемы внутризаводского распределения нагрузок 40
1.5 Расчёт токов короткого замыкания в сети выше 1000 В и выбор 43 коммутационного оборудования
1.6 Электроснабжение ремонтно - эксплуатационного блока 48
1.6.1 Расчет токов к.з в сетях 0,4 кВ 53
1.7 Расчет электрической сети по потере напряжения 59
1.8 Построение карты селективности действия аппаратов защиты 63
ГЛАВА 2. ЧИСЛЕННЫЕ МЕТОДЫ РАСЧЕТА ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ 65 НАГРУЗОК
2.1 Общая характеристика численных методов расчета нагрузок 66
2.2 Расчетная часть численного метода 66
2.3 Метод Ньютона - Рафсона 71
2.4 Загрузка трансформаторов 74
2.5 Изменение напряжения на шине 77
2.6 Потери мощности и напряжения в КЛ и ВЛ 78
ГЛАВА 3. СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ МЕТОДОВ РАСЧЕТА 81
ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ НАГРУЗКИ ЭНЕРГОСИСТЕМЫ
3.1 Метод коэффициента спроса 81
3.2 Метод упорядоченных диаграмм 83
3.3 Коэффициент мощности 86
ГЛАВА 4. МЕТОДЫ ОПТИМИЗАЦИИ 91
4.1 Замена трансформаторов 91
4.2 Замена оборудования 94
ГЛАВА 5. ФИНАНСОВЫЙ МЕНЕДЖМЕНТ, 95
РЕСКРСОЭФФЕКТИВНОСТЬ И РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕ
5.1 Цели, задачи и стадии проектирования 97
5.2 Технико - экономическое обоснование проекта 97
5.3 Структура работы в рамках технического проектирования 99
5.4 Определение трудоемкости выполнения работ 99
5.4.1 Разработка графика Гранта 101
5.5 Смета затрат на проектирование 105
5.5.1 Расчет издержек на материальные затраты 105
5.5.2 Затраты на оплату труда 106
5.5.3 Смета затрат на цеховое оборудование 109
ГЛАВА 1. АНАЛИТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ РАСЧЕТА 28
ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАГРУЗОК
1.1 Исходные данные для расчета 30
1.2 Расчет электрических нагрузок по предприятию 30
1.2.1 Расчет осветительной и силовой нагрузки 33
1.2.2 Построение Картограмма ЭН 35
1.2.3 Построение зоны рассеяния центра ЭН 37
1.3 Выбор числа цеховых трансформаторов и определение потерь 39 мощности в трансформаторах на напряжение 0,4 кВ
1.4 Выбор схемы внутризаводского распределения нагрузок 40
1.5 Расчёт токов короткого замыкания в сети выше 1000 В и выбор 43 коммутационного оборудования
1.6 Электроснабжение ремонтно - эксплуатационного блока 48
1.6.1 Расчет токов к.з в сетях 0,4 кВ 53
1.7 Расчет электрической сети по потере напряжения 59
1.8 Построение карты селективности действия аппаратов защиты 63
ГЛАВА 2. ЧИСЛЕННЫЕ МЕТОДЫ РАСЧЕТА ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ 65 НАГРУЗОК
2.1 Общая характеристика численных методов расчета нагрузок 66
2.2 Расчетная часть численного метода 66
2.3 Метод Ньютона - Рафсона 71
2.4 Загрузка трансформаторов 74
2.5 Изменение напряжения на шине 77
2.6 Потери мощности и напряжения в КЛ и ВЛ 78
ГЛАВА 3. СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ МЕТОДОВ РАСЧЕТА 81
ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ НАГРУЗКИ ЭНЕРГОСИСТЕМЫ
3.1 Метод коэффициента спроса 81
3.2 Метод упорядоченных диаграмм 83
3.3 Коэффициент мощности 86
ГЛАВА 4. МЕТОДЫ ОПТИМИЗАЦИИ 91
4.1 Замена трансформаторов 91
4.2 Замена оборудования 94
ГЛАВА 5. ФИНАНСОВЫЙ МЕНЕДЖМЕНТ, 95
РЕСКРСОЭФФЕКТИВНОСТЬ И РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕ
5.1 Цели, задачи и стадии проектирования 97
5.2 Технико - экономическое обоснование проекта 97
5.3 Структура работы в рамках технического проектирования 99
5.4 Определение трудоемкости выполнения работ 99
5.4.1 Разработка графика Гранта 101
5.5 Смета затрат на проектирование 105
5.5.1 Расчет издержек на материальные затраты 105
5.5.2 Затраты на оплату труда 106
5.5.3 Смета затрат на цеховое оборудование 109
РЕФЕРАТ
Выпускная квалификационная работа содержит 140 с., 18 рис., 41 табл., 69 источников, 10 прил.
Ключевые слова: расчет электрических нагрузок, система электроснабжения, электроприемник, аналитические и численные методы РЭН.
Объектом исследования является Лугинецкая Газокомпрессорная станция ОАО «Томскнефть» ВНК.
Цель работы: оценить экономическую эффективность методов расчета электрических нагрузок.
В процессе исследования проведен поэтапный расчет электрических нагрузок с применением графо-аналитического и численного методов расчета.
В результате исследования был предложен метод двухшагового расчета схемы электроснабжения включающего ориентировочный и поверочные этапы.
Основные конструктивные, технологические и техникоэксплуатационные характеристики: исследуемая газокомпрессорная станция относится к первой категории по степени надежности электроснабжения, состоит из 17 цехов, напряжение питающей линии составляет 110 кВ, рабочее напряжение внутри завода 0,4 кВ.
Степень методика внедрена в учебный процесс кафедры ЭПП и рекомендован для практического использования.
Область применения: в расчетах электрических нагрузок.
Экономическая эффективность Внедрение двухшагового метода РЭН позволит существенно снизить капитальные вложения в реализацию
проекта.
Введение
Расчет ожидаемой электрической нагрузки обеспечивает основную исходную информацию при проектировании энергетических объектов. На основании этих сведений рассчитывается различные режимы электрических систем, производятся расчет оценки надежности энергосистемы, оценивается качество электроэнергии и выполняется оценка экономической эффективности и т. п. С помощью расчета электрических нагрузок промышленных предприятий можно определить выбор основных составляющих элементов всей системы электроснабжения, питательных и распределительных сетей, ЛЭП, ТП и т.д.
Правильное нахождение электрических нагрузок является важнейшим фактором в процессе проектирования. Одним из особенной характеристикой этого процесса является - случайный и вероятностный характер изменения нагрузки энергосистемы. Наличие случайной составляющей, естественный рост нагрузки и влияние различных факторов в значительной мере отражается в графике нагрузке потребителя и усложняет процесс РЭН [1,24]. Разновидность условий РЭН, учитывая, соответствие с разными целями и от типа системы электроснабжения приводит к различным методам и подходам, используемым при определении величин ожидаемой нагрузки [7,10,11].
Большая часть алгоритмов расчета нагрузки состоят из набора разных статистических действий. Существуют методы расчета нагрузки, в которых расчет электрических нагрузок основывается в изменениях нагрузки и выделяется как базовая составляющая [24]. Помимо этого существуют методы, в которых характеристика изменения нагрузки принимается как случайный процесс [2,18], то есть применение каждого метода зависит от характера нагрузки и режима работы предприятия. При этом каждый метод имеет свои преимущества и недостатки.
Большое разнообразие математических методов расчета
электрических нагрузок можно свести к двум основным видам: аналитическим и численным. Получение характеристик модели в
аналитическом виде позволяет осуществить анализ исследований в простом виде отдельно от численных значений параметров системы. Аналитические модели применимы для наиболее простых моделей, а численные методы наоборот являются более общим.
Это объясняется тем, что ряд проблем исследования в электроэнергетике не поддается точному аналитическому решению [20].
Значительный вклад в разработке методов расчета электрических нагрузок, рассматриваемых в диссертации внесли Жилин Б.В. [2], Кудрин Б.И. [3], Федоров А.А. [4], Лифшиц В.С. [5], Фокин Ю.А. [11], Воробьев В.А. [13], Мешель Б.С. [17], Денисенко Н.А. [20], Радкевич В.Н. [21], Козловская
B. Б. [24], Колосова И.Б. [29], Либерман А[30], Алябьев В.М.[31], Кибардин
C. И.[34], Chen K. [55] Melo J.D. [57], Tanaka K. [58,59] , Bonoma T. [56] P. Donolo, G. Bossio, C. De Angelo, G. Garcia, M. Donolo [60], Das D, Kothari DP, Kalam A. [63], Martinez JA, Mahseredjian J. [62] и т.д.
РЭН в зависимости от требований надежности и точности информации в различных уровнях электроснабжения данной системы расчеты выполняются разными методами. При проектировании предприятий с небольшой нагрузкой обычно расчет производят от низших уровней напряжения к высшим уровням, но в проектировании крупных предприятий в некоторых случаях расчеты приходятся вести от верхних уровней к нижним уровням напряжения. В таких случаях пользуются особым методом, так называем как комплексным методом расчета. Основную информационную базу в комплексном методе берут от аналогичного предприятия (предприятия со схожим технологическим процессом и по объему производства). На первом этапе рассматривается вопросы электроснабжения в целом, затем поэтапно проектируются комплексные цеха отдельного производства, или часть завода, которые питаются от одного распределительного пункта.
Расчётная максимальная мощность, потребляемая
электроприёмниками всегда меньше суммы номинальных мощностей этих
электроприёмников. Это связано с неполной загрузкой электроприёмников, неодновременностью их работы, случайным характером включений и отключений, зависящих от особенностей технологического процесса.
Правильное определение расчётных нагрузок имеет большое значение для выбора исходных данных всех элементов системы электроснабжения данного объекта, для определения денежных затрат при установке, монтаже и эксплуатации.
Завышение расчётных нагрузок приводит к удорожанию строительства, перерасходу материалов, неоправданному увеличению мощности трансформаторов и другого оборудования.
Выпускная квалификационная работа содержит 140 с., 18 рис., 41 табл., 69 источников, 10 прил.
Ключевые слова: расчет электрических нагрузок, система электроснабжения, электроприемник, аналитические и численные методы РЭН.
Объектом исследования является Лугинецкая Газокомпрессорная станция ОАО «Томскнефть» ВНК.
Цель работы: оценить экономическую эффективность методов расчета электрических нагрузок.
В процессе исследования проведен поэтапный расчет электрических нагрузок с применением графо-аналитического и численного методов расчета.
В результате исследования был предложен метод двухшагового расчета схемы электроснабжения включающего ориентировочный и поверочные этапы.
Основные конструктивные, технологические и техникоэксплуатационные характеристики: исследуемая газокомпрессорная станция относится к первой категории по степени надежности электроснабжения, состоит из 17 цехов, напряжение питающей линии составляет 110 кВ, рабочее напряжение внутри завода 0,4 кВ.
Степень методика внедрена в учебный процесс кафедры ЭПП и рекомендован для практического использования.
Область применения: в расчетах электрических нагрузок.
Экономическая эффективность Внедрение двухшагового метода РЭН позволит существенно снизить капитальные вложения в реализацию
проекта.
Введение
Расчет ожидаемой электрической нагрузки обеспечивает основную исходную информацию при проектировании энергетических объектов. На основании этих сведений рассчитывается различные режимы электрических систем, производятся расчет оценки надежности энергосистемы, оценивается качество электроэнергии и выполняется оценка экономической эффективности и т. п. С помощью расчета электрических нагрузок промышленных предприятий можно определить выбор основных составляющих элементов всей системы электроснабжения, питательных и распределительных сетей, ЛЭП, ТП и т.д.
Правильное нахождение электрических нагрузок является важнейшим фактором в процессе проектирования. Одним из особенной характеристикой этого процесса является - случайный и вероятностный характер изменения нагрузки энергосистемы. Наличие случайной составляющей, естественный рост нагрузки и влияние различных факторов в значительной мере отражается в графике нагрузке потребителя и усложняет процесс РЭН [1,24]. Разновидность условий РЭН, учитывая, соответствие с разными целями и от типа системы электроснабжения приводит к различным методам и подходам, используемым при определении величин ожидаемой нагрузки [7,10,11].
Большая часть алгоритмов расчета нагрузки состоят из набора разных статистических действий. Существуют методы расчета нагрузки, в которых расчет электрических нагрузок основывается в изменениях нагрузки и выделяется как базовая составляющая [24]. Помимо этого существуют методы, в которых характеристика изменения нагрузки принимается как случайный процесс [2,18], то есть применение каждого метода зависит от характера нагрузки и режима работы предприятия. При этом каждый метод имеет свои преимущества и недостатки.
Большое разнообразие математических методов расчета
электрических нагрузок можно свести к двум основным видам: аналитическим и численным. Получение характеристик модели в
аналитическом виде позволяет осуществить анализ исследований в простом виде отдельно от численных значений параметров системы. Аналитические модели применимы для наиболее простых моделей, а численные методы наоборот являются более общим.
Это объясняется тем, что ряд проблем исследования в электроэнергетике не поддается точному аналитическому решению [20].
Значительный вклад в разработке методов расчета электрических нагрузок, рассматриваемых в диссертации внесли Жилин Б.В. [2], Кудрин Б.И. [3], Федоров А.А. [4], Лифшиц В.С. [5], Фокин Ю.А. [11], Воробьев В.А. [13], Мешель Б.С. [17], Денисенко Н.А. [20], Радкевич В.Н. [21], Козловская
B. Б. [24], Колосова И.Б. [29], Либерман А[30], Алябьев В.М.[31], Кибардин
C. И.[34], Chen K. [55] Melo J.D. [57], Tanaka K. [58,59] , Bonoma T. [56] P. Donolo, G. Bossio, C. De Angelo, G. Garcia, M. Donolo [60], Das D, Kothari DP, Kalam A. [63], Martinez JA, Mahseredjian J. [62] и т.д.
РЭН в зависимости от требований надежности и точности информации в различных уровнях электроснабжения данной системы расчеты выполняются разными методами. При проектировании предприятий с небольшой нагрузкой обычно расчет производят от низших уровней напряжения к высшим уровням, но в проектировании крупных предприятий в некоторых случаях расчеты приходятся вести от верхних уровней к нижним уровням напряжения. В таких случаях пользуются особым методом, так называем как комплексным методом расчета. Основную информационную базу в комплексном методе берут от аналогичного предприятия (предприятия со схожим технологическим процессом и по объему производства). На первом этапе рассматривается вопросы электроснабжения в целом, затем поэтапно проектируются комплексные цеха отдельного производства, или часть завода, которые питаются от одного распределительного пункта.
Расчётная максимальная мощность, потребляемая
электроприёмниками всегда меньше суммы номинальных мощностей этих
электроприёмников. Это связано с неполной загрузкой электроприёмников, неодновременностью их работы, случайным характером включений и отключений, зависящих от особенностей технологического процесса.
Правильное определение расчётных нагрузок имеет большое значение для выбора исходных данных всех элементов системы электроснабжения данного объекта, для определения денежных затрат при установке, монтаже и эксплуатации.
Завышение расчётных нагрузок приводит к удорожанию строительства, перерасходу материалов, неоправданному увеличению мощности трансформаторов и другого оборудования.
Таким образом, выполнив поставленные задачи по данному разделу, можно сделать следующие выводы:
При планировании технических работ был разработан график занятости для исполнителей проекта, составлена ленточная диаграмма Ганта, которая позволяет оценить и лучше спланировать рабочее время исполнителей. Общая продолжительность работ составляет 107 дней;
Произведена расчет заработной платы исполнителей;
Составлена смета технического проекта, которая позволила оценить первоначальный бюджет затрат на реализацию технического проекта. общая смета затрат составила 21 375 830 рублей.
При планировании технических работ был разработан график занятости для исполнителей проекта, составлена ленточная диаграмма Ганта, которая позволяет оценить и лучше спланировать рабочее время исполнителей. Общая продолжительность работ составляет 107 дней;
Произведена расчет заработной платы исполнителей;
Составлена смета технического проекта, которая позволила оценить первоначальный бюджет затрат на реализацию технического проекта. общая смета затрат составила 21 375 830 рублей.