Курсовая работа Организация и планирование производства Планирование производства и потребления электрической энергии
Подождите немного. Документ загружается.
Для первого варианта: S
см1
=1458,33 кВА, для второго варианта:
S
см2
=1466,67 кВА.
Аналогично производим расчеты на ЭВМ в программе Excel для всех цехов,
используя данные табл. 1.1, 1.2, результаты заносим в табл. 2.2, 2.3.
Мощности нагрузок по сменам для первого варианта Таблица 2.2
Цех
1 смена (0 – 8) часов 2 смена (8 – 16) часов 3 смена (16 – 24) часов
Р, кВт Q, квар S, кВА Р, кВт Q, квар S, кВА Р, кВт Q, квар S, кВА
1
1254,17 744,18 1458,33 1254,17 744,18 1458,33 1254,17 744,18 1458,33
2
0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00
3
0,00 0,00 0,00 458,00 343,50 572,50 0,00 0,00 0,00
4
0,00 0,00 0,00 486,00 326,59 585,54 810,00 544,32 975,90
5
0,00 0,00 0,00 1100,00 710,53 1309,52 825,00 532,90 982,14
6
2432,00 1312,65 2763,64 3040,00 1640,82 3454,55 3040,00 1640,82 3454,55
7
2432,00 1177,87 2702,22 3040,00 1472,34 3377,78 2736,00 1325,11 3040,00
8
0,00 0,00 0,00 760,50 471,32 894,71 1170,00 725,10 1376,470
9
0,00 0,00 0,00 550,00 398,19 679,01 0,00 0,00 0,00
10
0,00 0,00 0,00 550,00 326,35 639,53 440,00 261,08 511,63
11
0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00
6118,17 3234,70 6924,19 11238,67 6433,82 12971,48 10275,17 5773,50 11799,02
Мощности нагрузок по сменам для второго варианта Таблица 2.3
Цех
1 смена (0 – 8) часов 2 смена (8 – 16) часов 3 смена (16 – 24) часов
Р, кВт Q, квар S, кВА Р, кВт Q, квар S, кВА Р, кВт Q, квар S, кВА
1
1261,33 748,43 1466,67 1261,33 748,43 1466,67 1261,33 748,43 1466,67
2
0,00 0,00 0,00 1273,50 888,91 1553,05 1415,00 987,68 1725,61
3
0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00
4
0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00
5
0,00 0,00 0,00 1260,00 813,88 1500,00 945,00 610,41 1125,00
6
2328,00 1256,52 2645,45 2910,00 1570,65 3306,82 2910,00 1570,65 3306,82
7
2328,00 1127,50 2586,67 2910,00 1409,38 3233,33 2619,00 1268,44 2910,00
8
0,00 0,00 0,00 825,50 511,60 971,18 1270,00 787,08 1494,12
9
0,00 0,00 0,00 560,00 405,43 691,36 0,00 0,00 0,00
10
0,00 0,00 0,00 560,00 332,28 651,16 448,00 265,83 520,93
11
0,00 0,00 0,00 1270,00 753,57 1476,74 1143,00 678,22 1329,07
5917,33 3132,45 6698,79 12830,33 7434,14 14850,31 12011,33 6916,73 13878,21
Для определения стоимости потерь энергии найдём потери мощности в
трансформаторах и кабельных линиях.
Активные потери в трансформаторе:
2
2
ц
т хх к
нт
S
Р n Р Р
n S
, кВт (2.13)
Реактивные потери в трансформаторе:
2
2
100
ц
нт
т хх к
нт
S
S
Q n I U
n S
, квар (2.14)
11
где Р
хх
, Р
к
, I
xx
(%), U
к
(%) – потери холостого хода, короткого замыкания , ток
холостого хода и напряжение короткого замыкания соответственно.
Для нахождения потерь мощности в кабельных линиях определим
предварительно их активные и реактивные сопротивления
0
r l
r
m
,Ом (2.15)
0
x l
x
m
, Ом (2.16)
где m – число параллельных кабелей в данном соединении, шт;
r
0
, x
0
– удельные сопротивления кабелей, Ом/км, которые приведены в
табл.2.3 в зависимости от сечения.
Потери мощности в кабелях:
- активные
2
3
2
10
л
S
P r
U
, кВт (2.17)
- реактивные
2
3
2
10
л
S
Q x
U
, квар (2.18)
где S – протекающая по кабелю мощность, кВА;
U – напряжение сети, равное 10 кВ.
Пример расчета потерь мощности в трансформаторе для варианта №1
первой смены. Исходные данные берем из таблиц 1.4 и 2.2.
2
2
1458,33
2 1,9 10,8 15,28
2 1000
m
P
кВт,
2
2
1000 1458,33
2 1,2 5,5 82,49
100 2 1000
m
Q
квар.
Аналогично для 2-ой и 3-ей смены и остальных цехов произведем расчет на
ЭВМ в программе Excel. Для каждого варианта суммируем потери в
трансформаторах по цехам, результаты сводим в таблицу 2.4., 2.5.
Пример расчета потерь в кабельной линии ЦРП – ТП1 для 1-го варианта.
Исходные данные берем из таблиц 1.3 и 2.2.
2 3
2
1269,45 0, 447 2,12 10
10,87
10 2
ë
P
кВт,
2
3
2
1269,45
0,091 10 2,09
10
ë
Q
квар.
12
Потери мощности в трансформаторах Таблица 2.4
Цех
мощность потребляемая
за смену
потери энергии активные и реактивные по сменам
1 2 3 1 2 3 За сутки
Первый вариант
S1,
кВА
S2,
кВА
S3,
кВА
P, кВт
Q,
квар
P,
кВт
Q,
квар
P,
кВт
Q,
квар
P,
кВт
Q,
квар
1
1458,33 1458,33 1458,33
15,28 82,49 15,28 82,49 15,28 82,49 45,85 247,46
2
0,00 0,00 0,00
0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00
3
0,00 572,50 0,00
1,31 11,34 7,59 39,95 1,31 11,34 10,21 62,63
4
0,00 585,54 975,90
1,90 12,00 5,60 30,86 12,19 64,38 19,69 107,24
5
0,00 1309,52 982,14
3,80 24,00 13,06 71,16 9,01 50,53 25,87 145,69
6
2763,64 3454,55 3454,55
29,91 175,21 43,76 255,76 43,76 255,76 117,43 686,73
7
2702,22 3377,78 3040,00
28,83 168,91 42,07 245,93 35,08 205,28 105,98 620,12
8
0,00 894,71 1376,470
1,90 12,00 10,55 56,03 22,36 116,21 34,81 184,23
9
0,00 679,01 0,00
1,90 12,00 6,88 37,36 1,90 12,00 10,68 61,36
10
0,00 639,53 511,63
1,90 12,00 6,32 34,50 4,73 26,40 12,94 72,89
11
0,00 0,00 0,00
0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00
6924,19 12971,4811799,02 86,74 509,94 151,10 854,02 145,62 824,38 383,46 2188,34
Второй вариант
1
1466,67 1466,67 1466,67
15,42 83,16 15,42 83,16 15,42 83,16 46,25 249,47
2
0,00 1553,05 1725,61
3,80 24,00 16,82 90,33 19,88 105,89 40,50 220,22
3
0,00 0,00 0,00
0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00
4
0,00 0,00 0,00
0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00
5
0,00 1500,00 1125,00
3,80 24,00 15,95 85,88 10,63 58,80 30,38 168,68
6
2645,45 3306,82 3306,82
27,85 163,22 40,54 237,03 40,54 237,03 108,93 637,28
7
2586,67 3233,33 2910,00
26,86 157,45 38,99 228,02 32,59 190,78 98,44 576,25
8
0,00 971,18 1494,12
1,90 12,00 12,09 63,88 26,01 134,78 40,00 210,66
9
0,00 691,36 0,00
1,90 12,00 7,06 38,29 1,90 12,00 10,86 62,29
10
0,00 651,16 520,93
1,90 12,00 6,48 35,32 4,83 26,93 13,21 74,25
11
0,00 1476,74 1329,07
1,90 12,00 24,45 131,94 20,98 109,15 48,33 253,10
6698,79 14850,3113878,21 85,33 499,83 178,80 993,84 172,78 958,52 436,91 2452,19
13
Потери мощности в кабелях Таблица 2.5
№ линии
1 2 3 За сутки
P,
кВТ
Q,
квар
P,
кВТ
Q,
квар
P,
кВТ
Q,
квар
P,
кВТ
Q,
квар
Первый вариант
ГПП-ЦРП
90,98 41,45 316,72 144,31 263,52 120,06 671,23 305,82
ЦРП-ТП1
10,87 2,09 10,87 2,09 10,87 2,09 32,62 6,28
ЦРП-ТП5
0,02 0,00 64,95 12,50 41,26 7,94 106,23 20,44
ЦРП-ТП6
214,76 66,65 339,99 105,52 306,31 95,06 861,06 267,23
ЦРП-ТП8
0,00 0,00 27,69 5,33 67,58 13,00 95,28 18,33
ТП 9
0,01 0,00 30,99 5,96 4,78 0,92 35,78 6,88
ТП 1-2
0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00
ТП3-5
0,00 0,00 5,85 0,62 0,00 0,00 5,86 0,62
ТП4-5
0,00 0,00 7,62 1,10 21,58 3,11 29,21 4,21
ТП6-7
28,48 7,18 45,06 11,37 36,27 9,15 109,81 27,70
345,14 117,39 849,75 288,79 752,18 251,34 1947,07 657,51
Второй вариант
ГПП-ЦРП
87,35 39,80 428,00 195,01 373,48 170,17 888,84 404,97
ЦРП-ТП1
14,31 2,75 59,55 11,46 66,74 12,84 140,60 27,05
ЦРП-ТП5
0,01 0,00 25,06 4,82 13,99 2,69 39,06 7,51
ЦРП-ТП6
200,23 62,14 316,72 98,29 285,40 88,57 802,35 249,00
ЦРП-ТП8
0,02 0,00 208,45 40,11 272,74 52,47 481,22 92,58
ТП 9
0,01 0,00 31,27 6,02 4,82 0,93 36,10 6,95
ТП 1-2
0,00 0,00 2,46 0,35 3,05 0,44 5,51 0,79
ТП3-5
0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00
ТП4-5
0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00
ТП6-7
34,33 8,66 54,28 13,69 43,70 11,02 132,31 33,38
336,26 113,36 1125,80 369,75 1063,92 339,14 2525,98 822,24
Используя полученные данные определим годовые потери мощности по
предприятию в целом исходя из 8-часовой смены и 252 рабочих дней в году (без
учёта праздников):
8 252
CУТ СУТ
т л
Э Р Р
(2.19)
где
i
т
Р
суммарные потери активной мощности по всем трансформаторным
подстанциям предприятия в i-ую смену;
i
л
Р
суммарные потери активной мощности в кабелях по всему предприятию
для i-ой смены.
Для 1 варианта:
Э
1
=(383,46+1947,07)∙8∙252=4698360,85 кВтч
Для 2 варианта:
Э
2
=(436,91+2525,98) ∙8∙252=5973192,2 кВтч
Средний тариф за электроэнергию:
b
Т
а
макс
ср
, у.е./кВт∙ч (2.20)
где а – стоимость 1 кВт заявленной мощности, а=214000 у.е./кВт;
b – стоимость 1 кВт∙ч используемой электроэнергии, b=188 руб/кВт∙ч;
14
Т
макс
– годовое число часов (использования) максимума нагрузки, для 3- х сменной
работы предприятия, Т
макс
=4500 – 6000 ч.
Принимаем Т
макс
= 5000ч.
214000
188 230,1
5000
ñð
у.е./кВт∙ч.
Стоимость годовых потерь энергии:
И
пот
=
ср
∙Э, руб (2.21)
-для 1 варианта:
И
пот1
=230,1∙4698360,85=1084,38 млн. у.е.
-для 2 варианта:
И
пот2
=230,1∙5973192,2=1378,61 млн.у.е.
Определяем приведенные затраты по вариантам:
З
1
=0,12∙0,821+51,467+1084,38=1135,947 млн. у.е..
З
2
=0,12∙0,831+52,225+1378,61=1430,937 млн. у.е..
По минимуму приведенных затрат для дальнейшего расчёта принимаем
вариант №1, т.к. 1430,937 млн. у.е. > 1135,947 млн. у.е.
15
2.2 Планирование режима работы сети
По данным таблицы 2.4 и 2.5 определяем общие среднегодовые суточные
значения активной и реактивной мощностей по предприятию с учётом потерь
i
л
i
т
i
ц
i
PPPР
(2.21);
i
л
i
т
i
ц
i
QQQQ
(2.22).
где i – индекс смены.
Р1=6118,17+86,74+345,14=6550,05 кВт,
Р2=11238,67+151,10+849,75=12239,521 кВт ,
Р3=10275,17+145,62+752,18=11172,97 кВт,
Q1=3234,70+509,94+117,39=3862,04 квар,
Q2=6433,82+854,02+288,79=7576,627 квар,
Q3=5773,50+824,38+251,34=6849,218 квар.
По полученным данным строим суточный график нагрузок предприятия с
учётом потерь в сети (рис.2.1).
Определим годовое полезное потребление электроэнергии:
Э
пол
=(Р
1
+Р
2
+Р
3
)·8·252 (2.23)
Э
пол
=(6118,17+11238,67+10275,17) ·8·252=55706112 кВт·ч.
Определим общее потребление энергии предприятием:
Э
год
= Э
пол
+Э (2.24)
Э
год
=55706112+4698360,85=60404472,85 кВт·ч.
Годовая плата за потреблённую электроэнергию, у.е.:
П
эл
=а·Р
заяв
+b·Э
год
(2.25)
где Р
заяв
– заявленная активная мощность, потребляемая в часы максимума
энергосистемы. Р
заяв
=12239,521 кВт.
П
эл
= 214000∙12239,521 +188∙60404472,85 =13975,3 млн.у.е..
Средний тариф за 1 кВт·ч электроэнергии:
;
ýë
ñð
ãî ä
Ï
Ý
(2.26)
6
13975,3 10
321,362 ó.å./êÂò ÷.
60404472,85
ñð
Рисунок 2.1 Суточный график нагрузок
16
Стоимость полезного кВт·ч электроэнергии:
( )
;
àì ýêñ ýë
ï î ë
È È Ï
C
Ý
(2.27)
51467090,4 139753000
251,799 ó.å./êÂò ÷.
55706112
C
Годовой экономический эффект от организационно-технических мероприятий
цеха:
З=
ср
·Э
уд
·П
год
– Е
н
·К, (2.27)
где Э
уд
– величина снижения удельного потребления на 1 шт продукта, Э
уд
=5;
П
год
– производство продукции цехом за год:
П
год
= П
сут
·252= 86·252=21672 шт.
При этом учитываем, что в результате внедрения организационно-технических
мероприятий в цехе №1 запланировано снизить удельное потребление электроэнергии
на 5 кВт·ч, для чего потребовались дополнительные капитальные вложения:
К=(500 + 2·№ вар) ·К
и
= (500+2·15) ·2200=1,166 млн.у.е.;
З= 321,362·5·21672 – 0,12·1166000=24,93 млн.у.е..
Срок окупаемости:
;
Î Ê
óä ãî ä ñð
Ê
T
Ý Ï
(2.28)
1166000
0,047 ëåò.
5 21672 321,362
Î Ê
T
Суммарная установленная мощность цеховых трансформаторов:
1
;
n
î áù
óñò ò i
i
S S
(2.29)
4 1600 630 8 1000 15030 ê À.
î áù
óñò
S
Общая протяженность КЛ 10 кВ:
1
;
n
î áù
êë êëi
i
L L
(2.30)
4 4,1 2 2,12 2 4,4 2 5,1 7,1 3,7 1,8 3,3 2 2,2 59,94 êì .
î áù
êë
L
Удельные капитальные вложения в один кВ·А трансформаторной мощности:
;
ò ð
ò ð
óä
î áù
óñò
K
k
S
(2.31)
53400 2200
7816,36 ó.å./ê À.
15030
ò ð
óä
k
Удельные капитальные вложения в один км кабельной сети 10 кВ:
;
êë
êë
óä
î áù
êë
K
k
L
(2.32)
301406 2200
11,063 ì ëí . ó.å./êì .
59,94
êë
óä
k
17
3.Планирование ремонтно-эксплуатационного
обслуживания системы электроснабжения
Определяем годовую трудоёмкость капитальных ремонтов
электрооборудования производственных цехов:
( )
(250 10 )
год год
кр кр сх
T Т №вар
,
где
год
схкр
Т
)(
трудоёмкость капитального ремонта (её годовая величина)
оборудования сетей по схеме электроснабжения предприятия.
( ) ( )
(250 10 15) 400.
ãî ä ãî ä ãî ä
êð êð ñõ êð ñõ
Ò Ò Ò
(3.1)
Плановая трудоёмкость капитального ремонта за календарное время
продолжительности ремонтного цикла:
пл табл
кр кр
Т Т к
, (3.2)
где к – общий коэффициент, учитывающий поправки на условия работы
оборудования, принимаемый равным 1.
Годовая доля трудоёмкости капитального ремонта единицы оборудования:
рц
пл
кр
год
кр
t
Т
Т
, (3.3)
где t
рц
– плановая продолжительность ремонтного цикла, год.
Общая трудоемкость:
.
табл
кр
год
кр общ
рц
к Т
Т n
t
, (3.4)
где n – количество единиц данного типа оборудования по схеме.
i
год
кр
год
схкр
ТТ
)(
. (3.5)
Необходимые для расчёта нормативные данные представлены в таблице. 3.1
Нормативные данные Таблица 3.1
ТМЗ-
630
ТМЗ-
1000
ТМЗ-
1600
35 50 70 95 120 185 АЕ ВМГ ВР
Ткр, чел·ч 250 300 380 50 60 75 80 90 120 28 24 15
Ттр, чел·ч 50 60 80 15 18 23 27 27 36 6 8 4
tрц, лет 12 12 12 20 20 20 20 20 20 3 3 4
tмр.п, мес 36 36 36 12 12 12 12 12 12 12 12 12
Так, например, для ТМЗ – 630/10:
250
20,83
12
год
кр
Т
чел·ч.
Т.к. трансформатор этой марки на предприятии всего один (n=1), то:
.
1 20,8 20,8
год
кр общ
Т
чел·ч.
Для кабельной линии ГПП – ЦРП ( l=4,1 км):
6
20
120
рц
табл
кр
год
кр
t
Т
Т
чел·ч.
Так как соединение выполнено 4 параллельными линиями и с учетом длины, то:
.
6 4,1 4 98,4
ãî ä
êð î áù
Ò
чел·ч.
Результаты расчёта по всем элементам схемы сведены в таблице 3.2.
Аналогичный расчёт производим для текущих ремонтов.
18
Количество текущих ремонтов для любого вида оборудования определяется
как:
пмр
тек
t
n
.
12
, (раз в течение года), (3.6)
где t
мр.п
– плановая продолжительность межремонтного периода.
Годовая доля трудоёмкости текущего ремонта единицы оборудования:
.
пл табл
тр тр
Т Т k
. (3.7)
Для всего оборудования данного типа:
.
год год
тр общ тр
Т Т n
(3.8)
где n – количество единиц оборудования данного типа.
Для трансформатора типа ТМЗ – 630/10:
33,0
36
12
тек
n
,
50 0,33 16,6
год
тр
Т
чел·ч,
.
16,6 1 16,6
год
тр общ
Т
чел·ч.
Трудоёмкость технического обслуживания :
. .
12 0,1
год пл
Т О тр см
Т Т к
,
. .
12 0,1 50 1 60
год
Т О
Т
чел·ч.
Результаты расчёта по всем элементам схемы сведены в таблицу 3.2.
Трудоёмкости ремонтов Таблица 3.2
Наименование
год
кр
Т
,
чел·ч
год
общкр
Т
.
,
чел·ч
год
тр
Т
,
чел·ч
год
общтр
Т
.
,
чел·ч
. .
год
Т О
Т
,
чел·ч
ТМЗ – 630/10 20,83 20,83 16,67 16,67 60
ТМЗ – 1000/10 25,00 200,00 20,00 160,00 72
ТМЗ – 1600/10 31,67 126,67 26,67 106,67 96
ВМГ-10 8,00 88,00 8,00 88,00 9,6
АЕ-20 9,33 158,67 8,00 136,00 9,6
РВ-10 3,75 82,50 4,00 88,00 4,8
Кабель 3х35 2,50 4,50 15,00 27,00 18
3х50 3,00 9,90 18,00 5,40 21,6
3х70 3,75 89,40 23,00 548,32 27,6
3х95 4,00 17,60 27,00 118,80 32,4
3х120 4,50 45,90 27,00 275,40 32,4
3х185 6,00 98,40 36,00 590,40 43,2
Итого 942,37 2160,65 427,2
год
схкр
Т
)(
942,37 чел·ч;
год
схтр
Т
)(
2160,65 чел·ч.
Годовая трудоёмкость технического обслуживания по всему предприятию:
. . ( )
12 0,1
год год
Т О тр сх см
Т Т к
, (3.8)
где k
см
– коэффициент сменности (k
см
= 1).
. .
12 0,1 2160,65 1 2592,784 ÷åë/÷.
ãî ä
Ò Î
Ò
Общая величина трудоёмкости ремонта техобслуживания:
. ( ) ( ) . .
;
ãî ä ãî ä ãî ä ãî ä ãî ä
î áù ï ö êð ñõ ò ð ñõ Ò Î
Ò Ò Ò Ò Ò
(3.9)
19
год
общ
Т
(250+10·15)·942,37+942,37+2160,65+2592,784=382642,5 чел·ч.
20