151527 (Приёмники электрической энергии промышленных предприятий), страница 6

Сos = 0,98 требуемый Cos

Q_к = 904,2 · 0,49 = 443 кВАР

Выбираем конденсаторную установку УКМ 58-04-536-67-У3.

10. Расчет заземления ПС 16

Сопротивление заземляющего устройства R_Э складывается из сопротивлений растеканию отдельных электродов заземлителя (труб, уголков, полос) и сопротивлений заземляющих проводников.

Сопротивление растеканию каждого отдельного электрода зависит от удельного сопротивления грунта с учетом его сезонных изменений; формы, размеров и материала электрода; расположения электрода и глубины погружения его в землю, а также наличия вблизи него других электродов, электрически соединенных с ним.

Удельное сопротивление грунта ρ принимается по данным замеров, а при отсутствии таких данных – по табл. 7.6 – 7.8 [19].

Сопротивление одного вертикального электрода R_Э определяется по формулам, приведенным в табл. 7.9 [19].

Суммарное сопротивление части заземлителя, состоящей из вертикальных электродов, электрически связанных между собой, без учета сопротивления соединяющей их полосы

;

Где:

n – число вертикальных электродов;

η_В – коэффициент, учитывающий экранирование электродов соседними, табл. 7.10 [19].

Сопротивление растеканию горизонтально проложенной полосы, связывающей вертикальные электроды между собой, может быть взято из табл. 7.9. Экранирование полосы другими электродами учитывается коэффициентом η_Г, который может быть взят из табл. 7.11 и 7.12.

Сопротивление растеканию полосы с учетом экранирования:

Полное сопротивление растеканию заземлителя:

Исходные данные: почва – суглинок ρ = 100 Ом · м.

Выбираем в качестве вертикальных заземлителей сталь оцинкованную диаметром 16мм.

Расчет вертикальных заземлителей:

t – глубина залегания электродов:

t = = = 1,5 + 0,4 = 1,9 м.

Находим сопротивление одного вертикального заземлителя:

R_З.В = · (lg )

R_З.В = = 0,976 Ом

Находим сопротивление всех вертикальных заземлителей:

= = 1,21 Ом.

Находим сопротивление горизонтального заземлителя:

R_з.г =

R_з.г = = 2,37 Ом.

Находим общее сопротивление горизонтальных заземлителей:

R_Г = = = 3,8 Ом.

Находим полное сопротивление заземления:

= = 0,91 Ом.

0,91 Ом<4 Ом [1], условие выполняется.

11. Организационные мероприятия, обеспечивающие безопасность работ

1. Общие требования.

Ответственные за безопасность проведения работ, их права и обязанности

1.1. Организационными мероприятиями, обеспечивающими безопасность работ в электроустановках, являются:

оформление работ нарядом, распоряжением или перечнем работ, выполняемых в порядке текущей эксплуатации;

допуск к работе;

надзор во время работы;

оформление перерыва в работе, перевода на другое место, окончания работы.

1.2. Ответственными за безопасное ведение работ являются: выдающий наряд, отдающий распоряжение, утверждающий перечень работ, выполняемых в порядке текущей эксплуатации; ответственный руководитель работ; допускающий; производитель работ; наблюдающий; член бригады.

1.3 Выдающий наряд, отдающий распоряжение, определяет необходимость и возможность безопасного выполнения работы. Он отвечает за достаточность и правильность указанных в наряде(распоряжении) мер безопасности, за качественный и количественный состав бригады и назначение ответственных за безопасность, а также за соответствие выполняемой работе групп перечисленных в наряде работников.

1.4 Право выдачи нарядов и распоряжений предоставляется работникам из числа административно – технического персонала организации, имеющим группу V – в электроустановках напряжением выше 1000В и группу IV – в электроустановках напряжением до 1000В.

1.5 Ответственный руководитель работ назначается, как правило, при работах в электроустановках напряжением выше 1000В. В электроустановках напряжением до 1000В ответственный руководитель может не назначаться.

1.6 Допускающий отвечает за правильность и достаточность принятых мер безопасности и соответствие их мерам, указанным в наряде, характеру и месту работы, за правильный допуск к работе, а также за полноту и качество проводимого им инструктажа членов бригады.

1.7 Производитель работ отвечает: за соответствие подготовленного рабочего места указаниям наряда, дополнительные меры безопасности, необходимые по условиям выполнения работ; за четкость и полноту инструктажа членов бригады; за наличие, исправность и правильное применение необходимых средств защиты, инструмента, инвентаря и приспособлений; за сохранность на рабочем месте ограждений, плакатов, заземлений, запирающих устройств; за безопасное проведение работы и соблюдение настоящих Правил им самим и членами бригады; за осуществлением постоянного контроля за членами бригады.

1.8 Наблюдающий должен назначаться для надзора за бригадами, не имеющими права самостоятельно работать в электроустановках.

Наблюдающий отвечает: за соответствие подготовленного рабочего места указаниям, предусмотренным в наряде; за наличие и сохранность установленных на рабочем месте заземлений, ограждений, плакатов и знаков безопасности, запирающих устройств приводов; за безопасность членов бригады в отношении поражения электрическим током электроустановки.

1.9 Каждый член бригады должен выполнять требования настоящих Правил и инструктивные указания, полученные при допуске к работе и во время работы, а также требования инструкций по охране труда соответствующих организаций.

12. Технические мероприятия, обеспечивающие безопасность работ

При подготовке рабочего места со снятием напряжения должны быть в указанном порядке выполнены следующие технические мероприятия:

произведены необходимые отключения и приняты меры, препятствующие подаче напряжения на место работы вследствие ошибочного или самопроизвольного включения коммутационных аппаратов;

на приводах ручного и на ключах дистанционного управления коммутационных аппаратов должны быть вывешены запрещающие плакаты;

проверено отсутствие напряжения на токоведущих частях, которые должны быть заземлены для защиты людей от поражения электрическим током;

наложено заземление (включены заземляющие ножи, а там, где отсутствуют, установлены переносные заземления);

вывешены указательные плакаты «Заземлено», ограждены при необходимости рабочие места и оставшиеся под напряжением токоведущие части, вывешены предупреждающие и предписывающие плакаты.

13. Меры безопасности при выводе в ремонт силовых трансформаторов

Осмотр Силовых трансформаторов (далее – трансформаторов) должен выполнятся непосредственно с земли или со стационарных лестниц с поручнями. На трансформаторах, находящихся в работе или резерве, доступ к смотровым площадкам должен быть закрыт предупреждающими плакатами «Не влезай Убьет».

Отбор газа из газового реле работающего трансформатора должен выполняться после разгрузки и отключения трансформатора.

Работы, связанные с выемкой активной части из бака трансформатора или поднятием колокола, должны выполняться по специально разработанному для местных условий проекту производства работ.

Для выполнения работ внутри баков трансформатора допускаются только специально подготовленные рабочие и специалисты, хорошо знающие пути перемещения, исключающие падение и травмирование во время выполнения работ или осмотров активной части. Спецодежда работающих должна быть чистой и удобной для передвижения, не иметь металлических застежек, защищать тело от перегрева и загрязнения маслом. Работать внутри трансформатора следует в защитной каске и перчатках. В качестве обуви необходимо использовать резиновые сапоги.

Перед проникновением внутрь трансформатора следует убедиться в том, что из бака полностью удалены азот или другие газы, а также выполнена достаточная вентиляция бака с кислородосодержанием воздуха в баке не менее 20%.

Для контроля за состоянием и действиями людей внутри трансформатора должен быть назначен как минимум один работник, который обязан находиться у входного люка и постоянно поддерживать связь с работающими. Работник при выполнении работ внутри трансформатора должен быть обеспечен лямочным предохранительным поясом с канатом и при необходимости шланговым противогазом.

Освещение при работе внутри трансформатора должно обеспечиваться переносными светильниками напряжением не более 12 В с защитной сеткой и только заводского исполнения или аккумуляторными фонарями. При этом разделительный трансформатор для переносного светильника должен быть установлен вне бака трансформатора.

Если в процессе работы в бак подается осушенный воздух (с точкой росы не более – 40^оС), то общее время пребывания каждого рабочего внутри трансформатора не должно превышать 4 часов в сутки.

Работы по регенерации трансформаторного масла, его осушке, чистке, дегазации должны выполняться с использованием защитной одежды и обуви.

14. Энергосбережение

В современных условиях рациональное использование топливно-энергетических ресурсов становится одним из важнейших факторов рентабельности и конкурентоспособности промышленных предприятий. По сей день одной из основных причин низкой эффективности использования ТЭР является распространенное заблуждение о незначительности доли энергетических затрат в себестоимости продукции. Вместе с тем, в ряде отраслей эта доля составляет от 15 до 40% себестоимости продукции (без учета стоимости сырья и материалов), а в отдельных случаях достигает 75%.

В то же время снижение конкурентоспособности отечественной продукции связано как с постоянным удорожанием энергоносителей, так и с устаревшим подходом к управлению и контролю за использованием энергоресурсов в промышленности. Следует также подчеркнуть, что в масштабах всей страны экономия ТЭР имеет значительно более высокую рентабельность по сравнению с увеличением объемов добычи топлива и строительством новых мощностей по производству энергии.

Наряду с системами контроля и управления использованием энергоресурсов в технологических процессах и смежных производственных нуждах существенная роль в повышении энергоэффективности эксплуатации промышленного оборудования, принадлежит установкам компенсации реактивной мощности.

Экономический эффект внедрения КРМ

Реактивная мощность наряду с активной мощностью учитывается поставщиком электроэнергии, а следовательно, подлежит оплате по действующим тарифам, поэтому составляет значительную часть счета за электроэнергию.

Экономический эффект от внедрения автоматической конденсаторной установки складывается из следующих составляющих:

1. Экономия на оплате реактивной энергии. Оплата за реактивную энергию составляет от 12% до 45% от активной энергии в различных регионах России.

2. Для действующих объектов уменьшение потерь энергии в кабелях за счет уменьшения фазных токов.

3. Для проектируемых объектов экономия на стоимости кабелей за счет уменьшения их сечения.

4. В среднем в действующих объектах в подводящих кабелях теряется 10…15% расходуемой активной энергии.

Рассчитаем экономический эффект внедрения КРМ.

Для расчетов примем коэффициент потерь: Кп=12%. Потери пропорциональны квадрату тока, протекающего по кабелю. Рассмотрим эту составляющую на примере ПС16.

До внедрения автоматической конденсаторной установки cosφ=0,80.

После внедрения автоматической конденсаторной установки cosφ=0,98.

Относительную активную составляющую тока (совпадающую по фазе с напряжением) примем равной единице.

Относительный полный ток составляет до внедрения[14]: I₁ = = 1,22

Относительный полный ток составляет после внедрения[14]: I₂ = = 1,02

Снижение потребления активной энергии составит[14]:

W_c = W₁ [ ] К_п = W₁ · [ ] 0,12 = W₁ · 0,036

Т.е. в этом примере затраты на активную энергию: уменьшились на 3,6%. В общем случае для действующего объекта годовое снижение потребления активной энергии за счет увеличения cos(φ) составит[14]:

W_c = W₁ {[ ]} · К_п ;

где,

cos(φ1) – cos(φ) до компенсации

cos(φ2) – cos(φ) после компенсации

К_п – коэффициент потерь К_п = 0,12

W₁ – годовое потребление энергии до компенсации

W_c = W₁ · {[ ]} · К_п = =15841584 · {[ ]} · 0,12 = 570297кВт

Годовая экономия С в оплате энергии составит[14]:

С = W_c · Т;

где,

Т – тариф на активную энергию

С = 570297 · 1,05 = 598811,85 руб.

Годовой экономический эффект[14]:

Э_г = ;

где,

С_ту – Стоимость конденсаторной установки;

С_рк – Срок службы конденсаторной установки;

С – экономия на оплате электрической энергии.

Э_г = = 8519,19

Коэффициент эффективности[14]:

ε = ;

где,

К – капитальные вложения (стоимость конденсаторной установки)

ε = = 1,27

ε >ε_н (0,3)

Срок окупаемости капитальных вложений[14]:

Т_ок = = = 0,78 года = 9,4мес.

Т_ок(0,78) < Т_ок(3года)

Расчет экономического эффекта показывает, что применение в электросетях установок компенсации реактивной мощности КРМ позволяет обеспечить значительную экономию денежных средств на оплату электроэнергии при низком сроке окупаемости капитальных вложений.

15. Расчет стоимости годового потребления энергии по двухставочному тарифу

Промышленные предприятия составляют с энергоснабжающей компанией договор потреблению электроэнергии. В нем указывается допустимая присоединенная мощность с которой предприятие участвует в потреблении электроэнергии в часы максимума энергосистемы это активная мощность в кВт. Присоединенная мощность это суммарная мощность присоединенная к питающей сети энергосистемы тр-ров и электродвигателей напряжением выше 1кВ. Для уменьшения утренних и вечерних пиков графиков нагрузки энергосистемы необходимо перераспределять мощность предприятия и не промышленных потребителей, чтобы избежать дефицита мощности в энергосистеме. Диспетчер энергосистемы ежесуточно назначает режим потребления энергопользования. Предприятие несет ответственность за то чтобы не допускалось повышение заявочного максимума присоединенной мощности. В противном случае энергосистема устанавливает надбавки к тарифам на электроэнергию или штрафы. Под тарифом понимается система отпускных цен на электроэнергию деференцированных для различных групп потребителей. Тарифы разрабатываются комитетами энергетики (раньше министерством энергетики) и утверждаются постановлением правительства по субъекту федерации. В формировании тарифов могут участвовать представители заинтересованных предприятий или ведомств. В основу тарифа закладывается полная себестоимость электроэнергии.

В настоящее время тарифы, предусмотренные прейскурантом цен на электроэнергию N09-01 корректируется с учетом инфляционных коэффициентов.

Согласно этому прейскуранту применяется 2 системы тарифов: одноставочный и двухставочный.

По одноставочному тарифу за электроэнергию платят промышленные потребители и приравненные к ним не промышленные коммунальные.

Одноставочные тарифы являются наиболее простыми, но имеют ряд недостатков: при отключении потребителей они не несут расходов за электроэнергию в тот период, хотя энергосистема держит в рабочем состоянии генерирующие мощности. Другим недостатком одноставочного тарифа является то, что потребитель не имеет стимулов к снижению нагрузки потребления в часы максимума энергосистемы.

Стоимость электроэнергии по двухставочному тарифу[14]:

С_э=А Р_р+В · W_а, руб

Двухставочный тариф состоит из основных и дополнительных ставок. За основные принимается плата (годовая) за 1кВт-час присоединенной договорной максимальной 30 мин мощности предприятия участвующей в максимуме энергосистемы Р_р=Р_р.max

Дополнительная ставка предусматривает плату израсходованную в кВт-час электроэнергию учтенную счетчиками.

При учебном курсовом и дипломном проектировании, заявленную (договорную) мощность можно считать равной максимально расчетной активной нагрузке предприятия Р_Р кВт, а годовой расход электроэнергии определяется по показателям графиков нагрузок[14]: W_а=Р_р·Т_м ,кВт·ч

За нарушение договора на отпуск продукции электроэнергии действует шкала штрафов.

Кроме того энергосистема задает предприятию график работы компенсирующих установок, несоблюдение которого ведет к увеличению тарифа на электроэнергию. Одновременно за компенсацию реактивной мощности предусмотрена скидка с тарифа.

Расчетная часть:

А= 32руб.; В=1,05 руб.; Р_р=15841584 кВт; Т_м=7000 час.

W_а=Р_р · Т_м= 15841584 ·7000=110891088000 кВт·ч

С_э=A · Р_р +B · W_а=32 · 15841584+1,05 · 110891088000= 11,6 млн. руб.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Дипломное проектирование по электроснабжению серии электролизеров БТ – 75 завершил, выполнив расчеты по электрической части расчетом электрических нагрузок по участку, выбрал тип и мощность силовых трансформаторов, расчет и выбор кабелей, автоматических выключателей, произвел расчет токов короткого замыкания.

Также были произведены расчеты контура заземления на подстанции 16.

Рассмотрел мероприятия по охране труда и технике безопасности при выводе в ремонт силовых трансформаторов.

БИБЛИОГРАФИЯ

1. Правила устройства электроустановок. 7-е издание Санкт-Петербург, 2002

2. Коновалова Л.Л., Рожкова Л.Д. Энергоснабжение промышленных предприятий и установок. Учебное пособие для техникумов. М.,Энергоатомиздат, 1989

3. И.И. Алиев Электротехнический справочник. 3-е издание исправленное и дополненное. М., изд. предприятие «РадиоСофт», 2000

4. Межотраслевые правила по охране труда (правила безопасности) при эксплуатации электроустановок. - М., Изд-во НЦ ЭНАС, 2001

5. Электроустановки промышленных предприятий. Под общей редакцией Н.С. Мовсесова, A.M. Храмушина. М.,«Энергия», 1980

6. Р. А. Кисаримов Справочник электрика. М., РадиоСофт, 1999

7. Справочник металлурга по цветным металлам. Производство алюминия. М., Металлургия, 1971

8. Е.Н. Беляев. Как рассчитать ток короткого замыкания. М., Энергия,1871

9. Справочник по расчету проводов и кабелей, изд. 2-е. М., «Энергия», 1964

10. М.Р. Найфельд Заземление, защитные меры электробезопасности, изд. 4-е, пререпаб. и доп. М., «Энергия», 1971

11. И.И. Токарчук, Д.А. Колпаков, Р.А. Шиманский Справочник энергетика. М., «Недра», 1976

12. П.И. Головкин Энергосистема и потребители электрической энергии. - 2-е изд., перераб. и доп., М., Энергоатомиздат, 1984

13. Е.А. Конюхова Электроснабжение объектов. М., изд. «Мастерство», 2000

14. Справочник по проектированию электрических сетей и электрооборудования. Под редакцией Ю.Г. Барыбина и др. М., Энергоатомиздат, 1991

15. Приложение к заданию

16. Методические указания по курсовому и дипломному проектированию СИПИ, 1990