Проектирование системы электроснабжения завода сельскохозяйственной техники

е;βк – коэффициент учитывающий наличие коллектора и контактных колец, равный 1 о.е. для асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором, 0,75 о.е. для коллекторных машин и синхронных двигателей;βи – коэффициент использования двигателя, о.е;βо – коэффициент учитывающий степень ответственности оборудования, равный 0,85 о.е. для продолжительности ремонтного цикла, 0,7 о.е. для продолжительности межремонтного периода;βс – коэффициент учитывающий стационарность установки, равный 1 о.е. для стационарных установок, 0,6 о.е. для передвижных установок. Результаты расчёта продолжительности ремонтного цикла и межремонтного периода приведены в таблице 3.3.Таблица 3.3 - Таблица расчетных коэффициентов для определения структуры ремонтного циклаНаименование и тип электрооборудования, Лет, мес, лет, мес1234567891011Трансформатор 1236110,90,850,71922,6ОПН612110,90,850,714,67,5Р412110,90,850,7137,5Р412110,90,850,7137,5ЗН412110,90,850,7137,5ОПН612110,90,850,714,67,5ВЛ1260110,90,850,71937,8Шкафы КРУ312110,90,850,7127,5КУ46110,90,850,7133,7КТП1236110,90,850,71922,7КЛ2012110,90,850,71157,5АД912110,90,850,7177,5СД91210,750,90,850,7155,6Количество плановых текущих ремонтов в структуре ремонтного цикла:. (3.7)Результаты расчёта структуры ремонтного цикла оборудования приведены в таблице 3.4.Таблица 3.4 - Результаты расчётов структуры ремонтного цикла электрооборудованияНаименование и тип электрооборудованияСтруктура ремонтного цикла, лет, мес, шт12345Трансформатор К-Т1-Т2-Т3-Т4-К922,64ОПНК-Т1-Т2-Т3-Т4-К4,67,56РК-Т1-Т2-Т3-Т4-К37,54РК-Т1-Т2-Т3-Т4-К37,54ЗНК-Т1-Т2-Т3-Т4-К37,54ОПНК-Т1-Т2-Т3-Т4-К4,67,56ВЛК-Т1-Т2-Т3-Т4-К937,82Шкафы КРУК-Т1-Т2-Т3-Т4-К27,52КУК-Т1-…..-Т7-К33,79КТПК-Т1-Т2-Т3-Т4-К922,64КЛК-Т1-…..-Т19-К157,523АДК-Т1-…..-Т8-К77,510СДК-Т1-…..-Т15-К55,6103.2 Расчет трудоемкости на текущий и капитальный ремонтНа базе структур ремонтного цикла определяется годовая трудоёмкость текущих и капитальных ремонтов каждой единицы оборудования:,(3.8)где m- количество позиций однотипного оборудования;ni - количество единиц однотипного оборудования; - трудоёмкость капитального ремонта единицы оборудования, чел.час; - продолжительность ремонтного цикла, лет[29].Годовая трудоемкость текущих ремонтов:,(3.9)где – трудоемкость текущего ремонта единицы оборудования, чел·час; - продолжительность текущих ремонтов в году.Результаты расчёта годовой трудоёмкости текущих и капитальных ремонтов электрооборудования приведены в таблице 3.5. Таблица 3.5 - Годовая трудоёмкость текущих и капитальных ремонтов электрооборудованияНаименование и тип электрооборудования, штТпл, летtпл, месNтр, шт., чел.час, чел.час, чел.час, чел.час123456789Трансформатор 2922,64676143150,2127ОПН64,67,56425,215,6Р237,543092024Р437,543094048ЗН237,5425716,618,6ОПН24,67,56421,75,2ВЛ47937,829530496,1313,3Шкафы КРУ2127,523010315210КУ1033,793010150300КТП6922,64900270600720КЛ19,6157,5239530124,1901,6АД577,51026052185,7371,4СД355,61017536105216ИТОГО:2249,63318,7Численность персонала для выполнения капитального ремонта электрооборудования[23]:;(3.10).Численность персонала для выполнения текущего ремонта электрооборудования:; (3.11),где и - требуемое число рабочих, участвующих в капитальном или текущем ремонте электроустановок, чел; и - годовые трудозатраты капитального и текущего ремонта для всех электроустановок, чел.час; - фонд эффективной работы, принимается равным 1800 – 2000 часов; - коэффициент прогрессивной работы ремонтного персонала, принимается равным 1,1 – 1,2.Количество рем/персонала:;(3.12),где - трудозатраты на текущий и капитальный ремонт электроустановок. Количество обслуживающего персонала:,(3.13)где - число смен, принимается равным 2;.Количество обслуживающего персонала:;(3.14).Таблица 3.6 - Количество персоналаНазвание персонала, , чел.час, час, о.е.Кол-во рабочих, чел.Ремонтный 5568,318001,23Обслуживающий 1113,66200011Определим величину основной заработной платы:, (3.15)где - трудозатраты на ТО, чел.час;– тарифная ставка в час; МРОТ =5554 руб./мес.;Тк– средняя величина тарифного коэффициента.В соответствии с разрядами рабочих тарифная часовая ставка принимается равнойруб.Определим величину основной заработной платыобслуживающего персонала:,(3.16)где - трудозатраты на ТО в год, чел.час; - тарифная ставка в час, руб.Сумарная заработная плата обслуживающего персонала, состоящая из основной части и дополнительной:В соответствии с разрядами рабочих тарифная часовая ставка принимается равнойруб.Определим величину основной заработной платыремонтного персонала:, (3.17)где - трудозатраты на ТР и КР, чел.час;Сумарная заработная плата ремонтного персонала, состоящая из основной части и дополнительнойСуммарная заработная плата обслуживающего персонала:.Суммарная заработная платаремонтного персонала:.Определим затраты на материалы на капитальный ремонт (КР), на текущий ремонт (ТР) , на техническое обслуживание (ТО),где , , - величина заработной платы за КР, ТР, ТО., , - коэффициенты, принимаются равными; ; .Таблица 3.7 - Суммарная стоимость материалов для КР, ТР, ТОНаименование, чел.час, чел.час, чел.часРазряд работыЧТСр, руб/часЧТСо, руб/час, тыс. руб, тыс. руб,Тыс. РубРемОбс1234567891011Трансформатор 150,212725,455221,8221,865,10830,2811,302ОПН5,215,63,1255221,8221,82,2212,6660,225Р20244,855221,8221,88,5444,1010,416Р40489,655221,8221,817,098,2030,492ЗН16,618,63,7255221,8221,87,0923,1790,191ОПН1,75,21,0455221,8221,80,730,8890,053ВЛ496,1313,362,6655221,8221,8211,95553,5413,212Шкафы КРУ3152104255221,8221,8134,58135,8882,153КУ1503006055221,8221,864,08651,2693,076КТП60072014455221,8221,8256,345123,0467,383КЛ124,1901,6180,3255221,8221,853,020154,0819,245АД185,7371,474,2855221,8221,879,33963,4713,808СД10521643,255221,8221,844,8636,9142,215ИТОГО:962,061575,73334,605Общие затраты на материалы определяются:; (3.18).Общие ежегодные затраты на ремонт и обслуживание:;(3.19).Стоимость потерь электроэнергии, годовые потери электроэнергии, средние потери активной мощности рассматриваемого элемента электрооборудования, стоимость 1 кВт ч электроэнергии, относительное время использования максимума потерь определяются по формулам, приведённым в разделе 2.а) Потери активной мощности в кабельных линиях определяются:, (3.20)где - ток, протекающий в линии в нормальном режиме, А. - сопротивление кабельной линии, Ом:,(3.21)где - длина кабельной линии, км; - удельное сопротивление кабеля, Ом/км; - число кабельных линий, питающих электроустановку, шт.Потери активной мощности в кабельных линиях представлены в таблице 3.8. Таблица 3.8 – Потери активной мощности в кабельных линияхНаименование и тип электрооборудования, км, Ом,Ом, А, шт, кВтКабель силовой 10 кВтипа АПвПг 3(1х300)1сГПП-ТП1 ввод10,90,1410,126331,7141,58Кабель силовой 10 кВтипа АПвПг 3(1х300)2сГПП-ТП1 ввод20,90,1410,126331,7141,58Кабель силовой 10 кВтипа АПвПг (3х95)ТП1 ввод1-ТП2 ввод10,250,2060,05129,412,51Кабель силовой 10 кВтипа АПвПг (3х95)ТП1 ввод2-ТП2 ввод20,250,2060,05129,412,51Кабель силовой 10 кВтипа АПвПг 3(1х300)1сГПП-ТП3 ввод20,650,1410,09331,7129,7Кабель силовой 10 кВтипа АПвПг 3(1х300)2сГПП-ТП3 ввод20,650,1410,09331,7129,7Кабель силовой 10 кВтипа АПвПг (3х95) ТП3 ввод1-ТП4 ввод10,20,2060,04129,412Кабель силовой 10 кВтипа АПвПг (3х95) ТП3 ввод2-ТП4 ввод20,20,2060,04129,412Кабель силовой 10 кВтипа АПвПг (3х95) 1сГПП-ТП5 ввод110,2060,206129,4110,34Кабель силовой 10 кВтипа АПвПг (3х95)2сГПП-ТП5 ввод210,2060,206129,4110,34Кабель силовой 10 кВтипа АПвПг (3х50) 1сГПП-ТП6 ввод10,20,8250,1655811,66Кабель силовой 10 кВтипа АПвПг (3х50) 2сГПП-ТП6 ввод20,20,8250,1655811,66Кабель силовой 10 кВ типа АПвПг (3х50) 10,8250,82539,313,82Кабель силовой 10 кВ типа АПвПг (3х50) 1,10,8250,939,314,17Кабель силовой 10 кВ типа АПвПг (3х50)1,150,8250,94839,314,39Кабель силовой 10 кВ типа АПвПг (3х50) 1,20,8250,9939,314,58Кабель силовой 10 кВ типа АПвПг (3х50)1,20,8250,9939,314,58Кабель силовой 10 кВ типа АПвПг (3х50) 0,450,8250,37140,311,8Кабель силовой 10 кВ типа АПвПг (3х50)0,450,8250,37140,311,8Кабель силовой 10 кВ типа АПвПг (3х50) 0,450,8250,37140,311,8Итого202,52б) Потери мощности в силовых трансформаторах:, (3.22)где - удельные потери мощности на холостой ход, кВт; - удельные потери мощности на короткое замыкание, кВт; - загрузка силового трансформатора, о.е; - количество силовых трансформаторов, шт.Таблица 3.9 – Потери мощности во всех трансформаторах 10/0,4 кВТип трансформатора, кВт,кВт, о.е.,шт., кВтТМЗ-1000/102,45110,7215,68ТМЗ-1600/103,316,50,7668,31ТМЗ-2500/103,8523,50,7461,46ИТОГО:145,45в) Потери мощности в ЭД:,(3.23)где - количество электродвигателей, шт; - загрузка электродвигателя, о.е; - удельные потери мощности на холостой ход, кВт., (3.24)где - удельные нагрузочные потери эл.двигателя, кВт;. (3.25)Потери мощности синхронных двигателей: (3.26)где - номинальная мощность СД, кВт; - номинальный коэффициент полезного действия синхронного двигателя, %; - удельные потери СД от реактивной мощности, кВт:, (3.27)где - удельные потери активной мощности на 1 квар реактивной нагрузки синхронного двигателя, кВт/квар (лежат в диапазоне 0,01-0,04); - номинальная реактивная мощность синхронного двигателя, квар.. (3.28)Для асинхронных двигателей номинальные потери РН определяются пол формуле: (3.29)Потери активной мощности в синхронных двигателях 10 кВ представлены в таблице 3.10.Таблица 3.10 - Потери мощности во всех эл. двигателях 10 кВ проектаТип эл. двигателя, кВт, квар, %, кВт/ квар, кВт, кВт, кВт, кВт, о.е., шт., кВтСТД-630-2УХЛ46300,33207,9950,036,23726,9214,812,110,7596,81HXR450LG45600,62347,2970017,319,527,780,7337,33ИТОГО:134,14Максимальные суммарные потери активной мощности:; (3.30).Средние потери активной мощности:.Годовые потери электроэнергии:.Стоимость потерь электроэнергии:.Годовые приведенные затраты:Расчёт технико-экономических показателей для оборудования и сетей 10 кВ приведён в таблице 3.11. Таблица 3.11 - Расчёт технико-экономических показателей проектаПоказателиУсловное обозначениеЕдиницы измеренияЧисленное значение% от ЗКапитальные затраты на покупку электрооборудованияТыс. руб66 408,557-Приведенные капиталовложенияKrТыс. руб/год1 328,1718Прибыль от амортизацииCaТыс. руб/год3 745,64123Затраты на оплату ЗП рабочим из числа ремонтного персоналаТыс. руб/год1 903,21011Затраты на оплату ЗП рабочим из числа оперативного персоналаТыс. руб/год380,6422Суммарные затраты на оплату ЗПCзТыс. руб/год2 283,85213Стоимость материалов на ТО и ТРСМТыс. руб/год1 572,3999Затраты на потери электроэнергии в годТыс. руб/год7 536,65246Издержки на эксплуатациюСТыс. руб/год15 138,54592Приведенные затраты в годЗТыс. руб/год16 466,7161003.3 Оценка экономической эффективности проектаЧистый дисконтированный доход:; (3.31)где - ежегодная выручка; - эксплуатационные затраты; - годовая экономия;, (3.32)где - альтернативная стоимость ресурса (принимается20 %); - инфляция – 7%;Расчет выполним для времени T=35 лет.Определим время окупаемости проекта, считая, что экономия составляет 20% от эксплуатационных затрат, тогда:; (3.33)Дисконтирование Дисконтирование Дисконтирование Дисконтированная прибыль суммируется с нарастающим итогом.Результаты в таблице 3.12.Таблица 3.12 - Расчёт дисконтированной прибыли нарастающим итогом.№ годаДисконтированная прибыльПрибыль с нарастающим итогом12312968342,102968342,1022910139,325 878481,4232853077,768 731559,1842797135,0611 528694,2452742289,2814 270983,5262688519,9016 959503,4272635804,3719 595307,7982584120,6122 179428,4092533452,6124 712881,01102483775,9327 196656,94112435074,4129 631731,35122387327,8432 019059,19132340517,4934 359576,68142294624,9936 654201,67152249632,3438 903834,01162205521,9041 109355,91172 162276,3843 271632,29182 119878,8045391511,09192 078312,5547 469823,64202 037561,3249 507384,96211997609,1451 504994,10221 958840,3353 463434,43231 920039,5455 383473,97241 882391,7157 265865,68251 845482,0759 111347,75261 809296,1460 920643,89271 773819,7562 694463,64281739038,9764 433502,61291704940,1766 138442,78301671509,9767 809952,75311638735,2669 448688,01321606603,2071 055291,21331575101,1772 630392,38341544216,8474 174609,22351513938,0875 688547,30Критерий чистого дисконтированного дохода основан на сопоставлении величины исходного капитала с общей суммой дисконтированных чистых денежных поступлений, генерируемых ею в течение прогнозируемого срока. Критерий принятия проекта: ЧДД > 0. В результате расчета получаем:По данному критерию проект эффективен.Критерий внутренней нормы доходности.Под внутренней нормой доходности понимается такая ставка дисконтирования, при которой чистая текущая стоимость (ЧДД) равна нулю.ВНД = r = ЧТС = 0 (3.34)Внутренняя норма доходности – это внутренний параметр проекта, который характеризует устойчивость проекта к изменению внешней экономической среды[22].Для определения ВНД строим график зависимости ЧДД = f (r).r = 2 % в год; r = 3 % в год; r = 5 % в год; ВНД=3 % в год Рисунок 3.1 – График внутренней нормы доходностиКритерий индекс доходности рассчитывается по формуле: (3.35)При этом должно соблюдаться условие: ИД > 0.> 0.По данному критерию проект эффективен.Применение метода аннуитета для оценки эффективности инвестиционного проекта:Данный метод основан на определении коэффициента аннуитета: (3.36)По найденному значению коэффициента f= 0,045 и процентной ставке r = 12 % по таблицам аннуитета находим реальный срок окупаемости проекта n = 29 лет.ЗаключениеВ данной выпускной квалификационной работе разработана система электроснабжения предприятия по выпуску сельскохозяйственной техники. Определены расчетные нагрузки 0,4 кВ цехов предприятия с использованием метода упорядоченных диаграмм и метода коэффициента спроса. Выбрано количество и мощность цеховых трансформаторов с учетом компенсации реактивной мощности на стороне 0,4 кВ.Питание цеховых трансформаторных подстанций 10/0,4 кВ и электроприемников 10 кВ (асинхронных и синхронных электродвигателей) производится по распределительной сети 10 кВ, по смешанной схеме от находящейся на территории предприятия ГПП 110/10 кВ с силовыми трансформаторами ТДН-16000/110кВ. Смешанная схема распределительной сети 10 кВ выбрана на основании технико-экономического сравнения ее вариантов. Для сети 10 кВ используются кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена марки АПвПг, прокладываемые в кабельных каналах. Для сети 10кВ определена необходимость компенсации емкостных токов замыкания на землю и выбран режим заземления нейтрали – изолированная нейтраль.Место расположения ГПП выбрано с учетом расположения центра электрических нагрузок предприятия, определенного путем составления картограммы нагрузок.Для выбора мощности силовых трансформаторов ГПП произведен расчет нагрузки высоковольтных электроприемников и потерь мощности в цеховых трансформаторных подстанциях. Основное электрооборудование ГПП выбрано на основании рассчитанных токов короткого замыкания. Распределительное устройство 110 кВ ГПП выполнено открытым по схеме двух блоков линия-трансформатор с неавтоматической перемычкой, с использованием отделителей и короткозамыкателей. Распределительное устройство 10 кВ выполнено закрытым с использованием шкафов КРУ типа К-104М. Помещение ЗРУ-10кВ совмещено с ОПУ ГПП. Защита ОРУ-110 кВ ГПП от прямых ударов молнии выполнена стержневыми молниеотводами, защита ЗРУ-10 кВ и ОПУ – укладкой молниеприемной сетки на крыше здания. Заземление распределительных устройств ГПП выполняется с использованием искусственных вертикальных и горизонтальных заземлителей. Питание цепей оперативного тока производится выпрямленным оперативным током от трансформаторов собственных нужд типа ТСКС-40/10. Питание ГПП предприятия осуществляется по двум радиальным воздушным линиям 110 кВ, для которых выбраны провода АС-70/11. Сеть 110 кВ работает с эффективно заземленнойнейтралью.Определены технико-экономические показатели выбранного электрооборудования.Список использованной литературыНормативные актыГОСТ Р 12.0.001-2013 «Система стандартов безопасности труда. Основные положения». Год выпуска – 2013.ГОСТ 32144-2013 «Электрическая энергия. Совместимость технических средств электромагнитная. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения. Год выпуска – 2013.Закон № 35-ФЗ "Об электроэнергетике" от 26.03.2003г. Год выпуска – 2016.«Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей» Издательство - Энергия, Год выпуска – 2013. Количество страниц - 332 c.«Правила по охране труда при эксплуатации электроустановок», Год выпуска – 2003.«Правила устройства электроустановок», Издательство - Министерство энергетики Российской Федерации за № 204 от 08.07.2002г. Год выпуска – 2016.«Правила технической эксплуатации электрических станций и сетей Российской Федерации»,Издательство - Энергосервис, Год выпуска – 2003.«Рекомендации по технологическому проектированию подстанций переменного тока с высшим напряжением 35-750 кВ».Издательство - Минэнерго России, Год выпуска – 2003.СО 153-34.21.122-2003 «Инструкция по устройству молниезащиты зданий, сооружений и промышленных коммуникаций». Год выпуска – 2003.«Защита электростанций и подстанций 3 - 500 кВ от прямых ударов молний» Юриков, П. А.Издательство - Энергоиздат, Год выпуска – 1982. Количество страниц - 86с.Справочная литература«Курсовое и дипломное проектирование по электроснабжению сельского хозяйства». Юндин М.А., Королев А.М. Год выпуска – 2011г. Количество страниц - 320с.«Онлайн расчеты электрических систем». Алюнов А. Издательство - СПб.: Год выпуска – 2008-2012.«Основы проектирования систем электроснабжения». Маньков В.Д. Издательство - НОУ ДПО «УМИТЦ «ЭлектроСервис», Год выпуска – 2010 Количество страниц - 664с.«Пособие к курсовому и дипломному проектированию электроснабжения промышленных, сельскохозяйственных и городских объектов».Сибикин Ю.Д. Количество страниц - 384с.«Силовые коммутационные аппараты» Афонин В.В. Издательство - ГОУ ВПО ТГТУ, Год выпуска – 2011. Количество страниц - 100 с.«Справочник по электрическим сетям 0,4 - 35 кВ». Дрозд В.Б. Издательство -Альвис, Год выпуска – 2013. Количество страниц - 816 с.«Электрооборудование станций и подстанций» Рожкова, Л. Д. Издательство - Энергоатомиздат, Год выпуска – 2010. Количество страниц - 648с.«Электроснабжение»Конюхова Е.А. Издательство - Энергоиздат,Год выпуска – 2014г.Количество страниц - 512с.«Электроснабжение» Коробов Г.В. Издательство - Энергоиздат, Год выпуска – 2014г. Количество страниц - 192с.«Электроснабжение»Кудрин Б.И. Издательство - Энергоиздат, Год выпуска – 2015г.Количество страниц - 352с.«Электроснабжение и электропотребление в строительстве». Щербаков Е.Ф. Год выпуска – 2014г. Количество страниц - 596с.«Энергетика Оборудование Документация».Издательство - ЭнергоСовет. Год выпуска – 2006-2012.Электронные ресурсыИнформация, предоставленная интернет-ресурсом, ссылкаhttp://mehatronics.ru/Информация, предоставленная интернет-ресурсом, ссылкаhttp://bourabai.kz/Информация, предоставленная интернет-ресурсом, ссылкаhttp://alternativenergy.ru/Информация, предоставленная интернет-ресурсом, ссылкаhttp://www.normacs.ru/Информация, предоставленная интернет-ресурсом, ссылкаhttp://tolkslovar.ru/Информация, предоставленная интернет-ресурсом, ссылкаhttp://www.spbenergo.com/Информация, предоставленная интернет-ресурсом, ссылкаhttp://news.gazeta.kz/Информация, предоставленная интернет-ресурсом, ссылкаhttp://news.nur.kzИнформация, предоставленная интернет-ресурсом, ссылкаhttp://www.zakon.kz/