Оглавление

Аннотация

Введение

1. Исходные данные на проектирование

2. Описание технологического процесса

3. Определение расчетных электрических нагрузок

4. Построение графиков электрических нагрузок

5. Определение центра электрических нагрузок.

6. Выбор системы питания.

6.1 Выбор устройства высшего напряжения ППЭ

6.2 Выбор трансформаторов ППЭ

6.3 Выбор ВЛЭП

7 Выбор системы распределения

7.1 Выбор рационального напряжения распределения

7.2 Выбор числа и мощности цеховых ТП

7.3 Расчет потерь в трансформаторах цеховых КТП

7.4 Выбор способа канализации электроэнергии

8 Расчет токов короткого замыкания

9 Выбор электрических аппаратов

9.1 Выбор аппаратов напряжением 110 кВ

9.2 Выбор аппаратов напряжением 6 кВ

9.3 Выбор аппаратов напряжением 0,4 кВ

10 Проверка КЛЭП на термическую стойкость

11 Расчет самозапуска электродвигателей

12 Расчет релейной защиты

12.1 Защита от повреждений от повреждений внутри кожуха и от понижения уровня масла.

12.2 Защита от повреждений на выводах и от внутренних повреждений трансформатора.

12.3 Защита от токов внешних многофазных КЗ

12.4 Защита оттоков внешних замыканий на землю со стороны ВН

12.5 Защита от токов перегрузки.

13 Расчет молнии защиты и заземляющего устройства ПГВ.

14 Охрана труда

Заключение

Литература

Приложение

Аннотация

В данном дипломном проекте разработаны системы электроснабжения механического завода местной промышленности.

Содержание дипломного проекта включает в себя следующие вопросы: описание технологического процесса, расчет электрических нагрузок, определение центра электрических нагрузок, выбор системы питания и распределения электрической энергии, расчет токов короткого замыкания и проверка выбранной аппаратуры, разработка схемы электроснабжения, расчет релейной защиты, расчет заземляющего устройства, вопросы самозапуска электродвигателей. Рассмотрены вопросы охраны труда при эксплуатации электроустановок.

Система электроснабжения удовлетворяет требованиям надежности и экономичности.

Введение

Задача электроснабжения промышленных предприятий возникла одновременно с развитием строительства электрических станций.

Проектирование систем электроснабжения промышленных предприятий велось в ряде проектных организаций. В результате обобщения опыта проектирования возникло типовое решение.

В настоящее время созданы методы расчета и проектирования цеховых сетей, выбора мощности цеховых трансформаторов и трансформаторных подстанций, методика определения электрических нагрузок и т.п. Ниже перечислены основные современные проблемы в области электроснабжения промышленных предприятий.

1. Рациональное построение систем электроснабжения промышленных предприятий.

2. Вопросы компенсации реактивной мощности в системах электроснабжения промышленных предприятий.

3. Применение переменного тока, оперативного, для релейной защиты и автоматики.

4. Правильное определение ожидаемых электрических нагрузок.

5. Вопросы конструирования универсальных удобных в эксплуатации цеховых электрических сетей.

6. Комплектное исполнение цеховых и общезаводских систем питания и конструкции подстанций.

Темой данного дипломного проекта является проектирование системы электроснабжения механического завода местной промышленности.

Introduction

The problem of power supply of industrial firms has arisen simultaneously with development of construction of electrical stations.

The system design of power supply of industrial firms was conducted in a number(series) of design organizations. As a result of generalization of experience of designing there was a standard solution.

Methods of calculation and designing of shop networks(grids), selection of power of shop transformers and transformer substations now are created, a technique of definition of electrical loads the main(basic) modern problems are etc. below listed(etc. below transferred) in the field of power supply of industrial firms.

1. Rational construction of systems of power supply of industrial firms.

2. Questions of indemnification(compensation) of a reactive power in systems of power supply of industrial firms.

3. Application of an alternating current, operating, for relay protection and automatics.

4. Correct definition of expected electrical loads.

5. Questions of designing universal convenient in maintenance of shop electrical networks.

6. Complete fulfilment of shop and manufacturing power supply systems and designs of substations.

Theme of the given degree project is the designing of a system of power supply of a plant of heavy engineering.

1 Исходные данные на проектирование

1) Генеральный план завода приведен на рис. 1.

2) Мощность системы питания 950 МВ·А.

3) Питание предприятия можно осуществлять от подстанций энергосистемы на классах напряжения 220, 110, 35 кВ.

4) Индуктивное сопротивление системы (х_С) принимать 0,3; 0,6; 0,9 о.е. соответственно классам напряжения 220, 110, 35 кВ.

5) Расстояние от источника питания до завода 7 км.

6) Сведения об электрических нагрузках представлены в таблице 1.

Таблица 1 - Ведомость электрических нагрузок завода.

№	Наименование цеха		Категория по пожароопасности	Категория по надежности электроснабжения
1	Склад сульфата	200	П- II	III
2	Тушильная станция	1600	П- IIa	II
3	Насосная конденсата №1 Насосная конденсата №1(6 кВ)	1100 3920	П-III	I
4	Главный корпус	5500	П-II	II
5	Углеподготовка №1 Углеподготовка №1(6 кВ)	3000 4800	П-III	II
6	Градирня	1280	П-III	II
7	Сушильное отделение	1090	П-II	II
8	Очистные сооружения	400	П-III	III
9	РМЦ	1100	П-III	III
10	Обесфеноливающее отделение	1235	П-I	II
11	Градирня	1170	П-III	II
12	Склад угля	1290	П- IIa	II
13	Насосная конденсата №2 Насосная конденсата №2(6 кВ)	1130 3725	П-III	I
14	Угольная башня	1410	П-IIa	II
15	Насосная серной кислоты	300	П-III	II
16	Насосная конденсата №3	470	П-III	I
17	Мастерские	400	П-III	III
18	Известковое отделение	350	П-III	II
19	Машинный зал Машинный зал (6 кВ)	890 2500	В-Ia	I
20	Бункеры промышленной продукции	430	П-III	II
21	Бензольное отделение	1330	П-I	II
22	Пульпанасосная Пульпанасосная (6 кВ)	370 1040	П-III	II
23	Насосная фенольных вод	250	П-I	II
24	Углеподготовка №2 Углеподготовка №2 (6 кВ)	2000 2690	П-III	II
25	Коксосортировка	530	П-IIa	II
26	Сульфатное отделение	560	П-III	II

2 Технологический процесс коксохимического производства

Коксохимическое производство является основным производителем твердого топлива- кокса, путем сжигания которого получают тепловую энергию, а путем переработки - сырье для химической промышленности.

Основные потребители кокса - черная и цветная металлургия, литейное производство и химическая промышленность. Около 75% всего производимого кокса расходуется на выплавку чугуна в доменных печах. В СНГ ежегодно производится около 30 млрд. м³ коксового газа, 1млн. т. сырого бензола и 3млн. т. каменноугольной смолы. В настоящее время в отрасли вырабатывается свыше 3,5 млн. т. химических продуктов коксования. Ассортимент коксохимических продуктов составляет более 200 наименований.

В основе коксохимического производства лежит процесс пиролиза углей, или их сухой перегон. Он связан с нагреванием продукта без доступа воздуха. Цель пиролиза - отделение углерода от остальных веществ, содержащихся в углях.

Процесс пиролиза углей состоит из 5 стадий.

На стадии сушки при нагревании углей до 200⁰С происходит отделение влаги и адсорбированных газов - оксида углерода II, метана и др.

При начальном разложении(200…350⁰С) начинается плавление смолистых веществ и испарение углеводородов, а также разложение некоторых менее стойких, преимущественно кислородосодержащих органических соединений.

На стадии пластического состояния(350…500⁰С) уголь размягчается. Начинается интенсивное испарение углеводородов, смол и продолжается разложение углеводородов, азотистых и сернистых соединений.

В стадии образования полукокса(500…600⁰С) заканчивается процесс разложения испарения углеводородов и легкоплавких смол, благодаря чему пластическая масса твердеет (спекается). Такой спек (смесь углерода и тугоплавких смол) называется полукоксом.

При образовании кокса (при температуре свыше 600⁰С) начинают разлагаться тугоплавкие смолы с выделением моноциклических ароматических углеводородов, их производных и водорода. В спеке остается новообразовавшийся кристаллический углерод, связующий первичные чешуйки углерода в угле. Обычно этот процесс заканчивается при температуре около 1000⁰С. Полученный продукт называется коксом.

Технологический процесс коксохимического завода начинается с подготовки сырья и приготовления шихты. Процесс подготовки сырья должен обеспечивать получение шихты заданного химического состава с учетом допускаемого содержания примесей, заданного размера угольных частиц и влажности.

Поступающий на завод уголь разных марок разделяется по составу и свойствам на группы, дробится и перемешивается в пределах каждой группы. Затем после дозировки на автоматических весах он обогащается путем грохочения, обеспыливания, мытьем, флотацией и другими методами с целью устранения посторонних примесей. Далее компоненты шихты подвергаются сушке и окончательному дроблению до крупности зерен не более 3 мм. Подготовленные таким образом компоненты шихты подаются в смесительные машины, а затем в бункеры накопителя угольной башни.

Готовая шихта из угольной башни определенными дозами высыпается в бункеры загрузочного вагона, который доставляет ее в камеры коксовых батарей.

Коксовая батарея представляет систему нескольких десятков коксовых камер, в которых происходит процесс коксования угольной шихты. Коксовая камера выложена огнеупорным кирпичом, длина составляет 13…15 метров, высота 5…5,5 метров при ширине 0,4…0,5 метра. Такая форма камеры обеспечивает более быстрый и равномерный прогрев шихты. В своде камеры имеются 3-4 люка, закрывающихся герметичными крышками, для загрузки шихты. Торцевые стороны камер также закрываются герметичными металлическими дверьми. Вверху камеры имеются стояки для отвода газообразных продуктов коксования в газосборнике.

Между камерами расположены обогревательные простенки, состоящие из системы отопительных каналов, в которых горячие газы обогревают стенки камеры. Под камерами находятся регенераторы, служащие для подогрева отходящими газами воздуха и газа, подаваемых через газопроводы в отопительные каналы.

По рельсовому пути, расположенному над коксовыми камерами перемещается в загрузочный вагон, который через загрузочные люки подает шихту в коксовые камеры. Он снабжен специальными механизмами, отвинчивающими и завинчивающими крышки люков.

Вдоль одной из сторон батареи по рельсовому пути перемещается коксовыталкиватель- машина, которая после окончания процесса коксования вскрывает двери камеры и выталкивает образовавшийся кокс. С другой стороны по рельсовому пути перемещается тушильный вагон, который принимает раскаленный кокс, транспортирует его под башню для тушения и затем выгружает на рампу.

Процесс коксования начинается после подачи загрузочным вагоном отмеренной дозы шихты в камеру. Загрузочные люки закрываются, и включаются подогревающие устройства. В начале из шихты выделяются вода и газы, затем она плавится и оседает. При дальнейшем повышении температуры происходит вспучивание шихты за счет выделяющихся паров и газов и затем постепенно ее отвердевание. На последней стадии коксования начинается усадка и растрескивание спека. К концу процесса коксования образуется так называемый коксовый пирог. Выделяющиеся парогазовые фракции по стоякам отводятся в газосборник.

Нагрев шихты идет от нагреваемых поверхностей к центру камеры, поэтому в силу малой теплопроводности шихты на разных расстояниях от стенок одновременно проходят разные стадии коксования.

Процесс коксования в зависимости от состава шихты, теплоты сгорания топлива и размеров камеры длится 14…17 ч.. По окончании процесса коксования нагревающего устройства выключаются, стояки перекрываются, а к дверям камеры подводится выталкиватель, который выгружает коксовый пирог в тушильный вагон, медленно движущийся вдоль батареи. Затем выталкиватель навешивает двери освободившейся камеры и отправляется к следующей камере, а загрузочный вагон открывает загрузочные люки и производит загрузку новой дозы шихты.

Выгруженный кокс подвергается тушению, так как при соприкосновении с воздухом он загорается. Тушильный вагон доставляет его в башню, где он гасится водой. После гашения кокс высыпается из вагона на рампу- наклонную бетонированную площадку, где остывает в течение 20 минут. Остывший кокс транспортерами подается на коксосортировку.

Летучие продукты, полученные в процессе коксования, представляют смесь паров и газов, которая называется прямым коксовым газом. Из 1 т. шихты влажностью 6% при коксовании получают около 270 кг или 330 м³ прямого коксового газа.

Содержание основных составляющих прямого коксового газа на 1 т. шихты: каменноугольная смола - около 32 кг, сырой бензол- 10, аммиак- 3, сероводород- 5, вода- 80 и так называемый обратный газ- 140 кг.

Коксохимическое производство до недавнего времени было единственным поставщиком бензольных углеводородов. С развитием нефтепереработки, позволяющей получать эти продукты при капиталовложениях в 1,5 раза меньше, его доля в производстве бензольных углеводородов снизилась до 40%. Однако в связи с тем, что бензол является попутным продуктом при получении кокса, коксохимическое производство остается одним из основных поставщиков бензольного сырья для органического синтеза. Легкую фракцию перерабатывают вместе с сырым бензолом. Из других фракций посредством ректификации, обработки химическими реагентами или вымораживанием с последующей кристаллизацией можно получить около 300 высококачественных химических соединений.

Коксохимический завод включает в себя следующие производственные цеха, перечисленные ниже.

Углеподготовка. Обычно состоит из отделений: углеприем, где выполняются работы по разгрузке из вагонов угля, угольных складов, где хранится оперативный запас угля всех марок и их усреднения; обогатительного отделения, где производится предварительное дробление, угли измельчаются до размеров 80-0 мм или 50-0 мм, отсев угольной пыли и последующая флотация шлама, и его сушка; дозировочного отделения, предназначенного для составления угольной шихты, окончательного измельчения угольной шихты и ее компонентов. После чего шихта поступает в угольную башню, а оттуда в коксовый цех.

Коксовый цех. В состав коксового цеха входят: батареи коксовых печей со вспомогательным и обслуживающим устройством и сооружением; обслуживающие их коксовые машины (коксовыталкиватели, углезагрузочные вагоны, двересъемные машины, тушильные и другие); газовое хозяйство коксовых батарей, газоотводящая и газоподводящая арматура, устройства для переключения и регулирования газовых, воздушных и дымовых потоков. Комплекс агрегатов для охлаждения (тушения) кокса мокрого - тушильные башни с насосами и отстойниками воды, коксовые рампы. Коксосортировка, где происходит разделение кокса по классам.

Отделение улавливаний химических продуктов коксования: конденсации, машинное, сульфатное, аммиачное, бензольное, обесфеноливающая установка, известковое отделение. В состав отделения конденсации входят осветлители для отделения воды и механических примесей от каменноугольной смолы, первичные газовые холодильники для охлаждения прямого коксового газа и выделения из него смолы и воды.

В машинном отделении располагаются газодувки-нагнетатели, отсасывающие прямой коксовый газ из газосборника коксовых печей и осуществляющие дальнейшую транспортировку его через улавливающую аппаратуру, и далее потребителям.

В сульфатном отделении производится улавливание и получение сульфата аммония.

В аммиачном отделении с обесфеноливающей установкой извлекается аммиак, фенолы и в виде фенолят натрия отправляют на централизованную переработку.

Насосная серной кислоты предназначена для перегонки серной кислоты полученной в цехах сероочистки (поступающая в дальнейшем на нужды промышленности).

В бензольном отделении из прямого коксового газа поглотительным маслом улавливают бензольные углеводороды, которые после выделения из поглотительного масла направляются на дальнейшую обработку. Основными товарными продуктами являются чистые бензол и его геммологи: толуол, ксилол.

К вспомогательным цехам относят: ремонтно-механический цех, специализированный цех по ремонту коксохимического оборудования и другие отделения занятые ремонтом оборудования. Очистные сооружения предназначены для конечной (полной) биохимической очистки воды использованной в процессе производства и дальнейший её сброс или повторное использование в производстве.

3. Определение расчетных электрических нагрузок

Важным этапом проектирования системы электроснабжения является определение электрических нагрузок. Зная электрические нагрузки, можно выбрать нужное число и мощности силовых трансформаторов, мощности и места подключения компенсирующих устройств, выбрать и проверить токоведущие элементы по условию допустимого нагрева, рассчитать потери и колебания напряжения и выбрать защиты.

Существуют различные методы расчета электронагрузок, которые в свою очередь делятся на: 1) основные; 2) вспомогательные.

К первым относят такие способы как:

1. По установленной мощности и коэффициенту спроса.

2. По средней мощности и отклонению расчетной нагрузки от средней (статический метод).

3. По средней мощности и коэффициенту формы графика нагрузки.

4. По средней мощности и коэффициенту максимума (метод упорядоченных диаграмм)

Ко вторым относят такие методы как:

5. По удельному расходу электроэнергии на единицу продукции или заданном объеме выпуска продукции за определенный период времени.

6. По удельной нагрузке на единицу производственной площади.

Применение того или иного метода определяется допустимой погрешностью расчетов.

Метод коэффициента спроса

Метод коэффициента спроса наиболее прост и широко распространен. Для определения расчетных нагрузок по этому методу необходимо знать установленную мощность РЦ группы приемников и коэффициенты мощности cos и спроса К_С данной группы, определяемые по справочной литературе.

Расчетная нагрузка для однородных по режиму работы приемников определяется по следующим выражениям:

; ; ,

где К_С - коэффициент спроса группы приемников.

tg - соответствует cos.

Расчетная нагрузка (цеха, корпуса, предприятия) определяется суммированием расчетных нагрузок отдельных групп приемников, входящих в данный узел с учетом коэффициента разновременности максимумов нагрузки.

;

- сумма расчетных активных нагрузок отдельных групп приемников;

- сумма расчетных реактивных нагрузок отдельных групп приемников.

К_Р.Т. - коэффициент разновременности максимумов нагрузок отдельных групп приемников, принимаемый 0,85 - 1,0 в зависимости от места нахождения данного угла в системе электроснабжения предприятия.

№	Наименование цеха	Pн	cosf	tgf	kc	P'm	Q'm
1	Административный корпус	660	0,9	0,48	0,5	330	159,83
2	РМЦ	700	0,6	1,33	0,4	280	373,33
3	Кроватный цех	6800	0,7	1,02	0,8	5440	5549,9
4	Бытовые помещения	1690	0,9	0,48	0,5	845	409,25
5	Столовая	290	0,9	0,48	0,5	145	70,227
6	Цех эмаль-посуды	6300	0,75	0,88	0,8	5040	4444,9
7	Склад готовой продукции	300	0,9	0,48	0,5	150	72,648
8	Насосная	2880	0,8	0,75	0,85	2448	1836
9	Цех размораживания	2560	0,8	0,75	0,8	2048	1536
10	Материальный склад	460	0,9	0,48	0,5	230	111,39
11	Гараж	270	0,7	1,02	0,6	162	165,27
12	Лаборатория (ЦЗЛ)	1500	0,7	1,02	0,6	900	918,18
13	Столовая	290	0,9	0,48	0,5	145	70,227
14	Опытный цех	600	0,6	1,33	0,4	240	320
15	Блок подсобных цехов	650	0,7	1,02	0,6	390	397,88
16	Медпункт	100	0,9	0,48	0,5	50	24,216
17	Электроцех	1400	0,6	1,33	0,4	560	746,67
18	Проходная	15	0,9	0,48	0,5	7,5	3,6324
19	Котельная	3480	0,8	0,75	0,85	2958	2218,5
20	Главный магазин	70	0,9	0,48	0,5	35	16,951
	Итого	31015				22403,5	19445

	Приемники 6 кВ
2	Цех эмаль-посуды	4200	0,75	0,88	0,8	3360	2963,2
4	Насосная	5250	0,8	0,75	0,85	4462,5	3346,9
		9450

Статический метод расчета нагрузок

Формирование электрических нагрузок зависит от ряда случайных факторов. Поэтому числовые значения величин нагрузок, также являются случайными, чаще всего эти величины независимы. Поскольку групповая нагрузка представляет собой систему независимых случайных нагрузок отдельных электроприемников, то при большом их числе групповая нагрузка подчиняется нормальному закону распределения случайных величин.

По статическому методу расчетную нагрузку группы приемников определяют двумя интегральными показателями: средней нагрузкой Р_СР и среднеквадратичным отклонением из уравнения:

,

где - статический коэффициент, зависящий от закона распределения и принятой вероятности превышения графиком нагрузки Р(t) уровня Р_Р.

Среднеквадратичное отклонение для группового графика определяют по формуле:

,

где - Среднеквадратичная мощность.

При введении коэффициента формы

; ,

Значение принимается различным. В теории вероятности используется правило трех сигм

;

что при нормальном распределении соответствует предельной вероятности 0,9973. Вероятности превышения нагрузки на 0,5% соответствует = 2,5, для = 1,65 обеспечивается пяти процентная вероятность ошибки. В практических расчетах вполне достаточна точность 0,5 тогда

Определение расчетной нагрузки по средней сложности и коэффициенту форм

Данный метод может применяться для определения расчетных нагрузок цеховых шинопроводов, на шинах низшего напряжения цеховых трансформаторных подстанций, на шинах РУ напряжением 10 кВ, когда значения коэффициента формы К_Ф находится в пределах 1,0-1,2. Расчетную нагрузку группы приемников определяют из выражений:

; или ,

где ; .

В расчетном методе расчетную нагрузку принимаю равной среднеквадратичной, т.е.:

,

Для группы приемников с повторно-кратковременным режимом (ПКР) работы применяемое допущение справедливо во всех случаях. Оно приемлемо и для групп приемников с длительным режимом работы, когда число приемников в группе достаточно велико и отсутствует мощные приемники, способные изменить достаточно равномерный групповой график нагрузок.

Значение коэффициента К_Ф достаточно стабильны, если производительность завода или цеха примерно постоянна. Поэтому при проектировании К_Ф могут быть приняты по опытным данным системы электроснабжения действующего предприятия, аналогичному по технологическому процессу и производительности проектируемому.

Средние мощности за наиболее загруженную смену Р_СР.М., Q_СР.М для определения расчетной нагрузки находятся при проектировании любым из способов:

1. По известным установленным мощностям Р_У и коэффициентам использования К_И.

где Р_ном. - суммарная номинальная мощность группы электроприемников приведенная к ПВ = 100 %.

2. По известным удельным расходам электроэнергии и производительности цеха или предприятия в единицах продукции.

3. По известным среднеудельным нагрузкам на единицу производственной площади.

Метод упорядоченных диаграмм

По этому методу расчетная активная нагрузка электроприемника на всех ступенях питающих и распределительных сетей (включая трансформаторы и преобразователи) определяется по средней мощности и коэффициенту максимума из выражения:

;

Для определения Р_Р по методу упорядоченных диаграмм все электроприемники разбиваются на подгруппы с примерно одинаковыми режимами работы (коэффициентами использования К_И коэффициентами мощности cos). Затем для каждой группы находят сумму номинальных мощностей. При этом, если режим работы электроприемника отличен от длительного, то используем следующую формулу:

,

где Р_пас - паспортная мощность приемника.

ПВ - продолжительность включения электроприемника группы в долях от 1.

Значение К_М зависит от К_И данной группы электроприемников и эффективного числа приемников n_эф. Эффективное число электроприемников определяется по формуле.

.

При числе электроприемников в группе 4 и более допускается принимать n_эф равным n (действительному значению электроприемников при условии, что отношение номинальной мощности наибольшего электроприемника Р_НОМ.max к номинальной мощности наименьшего Р_НОМ.min

При m > 3 и К_И 0,2 n_эф можно определить по более простой формуле:

Когда найденное эффективное число электроприемников n_эф оказывается больше действительного n, следует принимать n_эф = n;

На практике бывают случаи, когда n < 5, тогда n_эф, К_М не определяются и

- при n = 1 расчетная нагрузка подгруппы равна номинальной, т.е. Р_Н = Р_И -

- при n = 2 - 5 расчетная нагрузка рассчитывается по коэффициенту нагрузки если К_З у всех одинаков или если К_З различны.

Практика расчетов показала, что более точно К_М можно найти по формуле:

,

где К_Ф - коэффициент формы графика нагрузки;

А,В - коэффициенты, учитывающие нагрев проводников

Коэффициент К_Ф рассчитывается по формуле:

;

Коэффициенты А и В принимаются равными

при К_Ф 1,1 А = 4,1 В = 3,1

при К_Ф > 1,1 А = 2,8 В = 1,67

расчетную реактивную нагрузку по этому принимают равной:

при К_Ф 10 Q_Р = 1,1Q_СР.М

при К_Ф > 10 Q_Р = Q_СР.М

или Q_Р = Р_Р tg

Метод удельного расхода электроэнергии на единицу продукции

Ряд приемников электроэнергии характеризуются неизменными или мало изменяющимися графиками нагрузок. К таким электроприемникам относятся электроприводы вентиляторов, насосов, воздуходувок, преобразовательных агрегатов, электролизных установок, печи сопротивления, электроприемники бумажной и химической промышленности, поточно-транспортных систем, и многие другие.

Коэффициенты включения этих приемников равны 1, а коэффициенты загрузки изменяются мало.

Для электроприемников с неизменной или мало изменяющейся во времени нагрузкой, расчетная нагрузка совпадает со средней, за наиболее загруженную смену и может быть определена по удельному расходу электрической энергии на единицу продукции при заданном объеме выпуска за определенный период времени:

,

где Э_уд - удельный расход электроэнергии на единицу продукции, кВтч.

N_СМ - количество продукции, выпускаемой за смену (производительность установки за смену).

Т_СМ - продолжительность наиболее загруженной смены, ч.

При наличии данных об удельных расходах электроэнергии на единицу продукции в натуральном выражении Э_уд при годовом объеме выпускаемой продукции N_год цеха (предприятия в целом) расчетную нагрузку определяют по формуле:

,

где Т_max.ц - число часов использования максимума активной нагрузки цеха (принимается по отраслевым инструкциям и справочным данным).

Если известны данные об удельных расходах электроэнергии по отдельным технологическим агрегатам Э_уд.i, то расчетную нагрузку определяют по формулам:

для цеха

;

для завода в целом:

где Р_Р.О.Ц. и Р_Р.О.З. - расчетные нагрузки за наиболее загруженную смену соответственно общецеховых и общезаводских электроприемников.

N_эд.i - производительность отдельных агрегатов.

Э_уд.i - расход электроэнергии по отдельным агрегатам.

Метод удельной нагрузки на единицу произведенной площади

Расчетная нагрузка группы электроприемников по удельной мощности определяется по формуле:

,

где Р_уд - удельная расчетная мощность на 1 м² производственной мощности, кВт/м²_.

F - площадь размещения группы приемников, м².

Удельную нагрузку определяют по статистическим данным. Её значение зависит от рода производства, площади цеха, обслуживаемой магистральным шинопроводом и изменяется в пределах 0,06 - 0,6 кВт/м².

Метод удельной нагрузки на единицу производственной мощности применяемой при проектировании универсальных сетей машиностроения, которые характеризуются большим количеством электроприемников малой и средней мощности, равномерно распределенных по площади цеха. Универсальные сети выполняются магистральными шинопроводами и прокладываются с учетом возможных перемещений технологического оборудования.

Из анализа рассмотренных различных методов определения расчетных нагрузок можно сделать следующие выводы:

1. Для определения расчетных нагрузок по отдельным группам электроприемников и узлам с напряжением до 1 кВ в цеховых сетях следует использовать метод упорядоченных диаграмм показателей графиков нагрузок.

2. Для определения расчетных нагрузок на высших ступенях системы электроснабжения (начиная с цеховых шинопроводов и шин цеховых ТП и кончая линиями, питающими предприятие) следует использовать методы расчета, основанные на использовании средней мощности и коэффициентов К_М и К_Ф.

При ориентировочных расчетах на высших ступенях системы электроснабжения возможно применение методов расчета по установленной мощности и К_С.

Из всех выше перечисленных методов расчетов электрических нагрузок предпочтительней метод коэффициента спроса. Погрешность при расчете данным способом составляет 5-10%. Такая погрешность допустима при проектировании. Таким образом расчет электрических нагрузок данного проекта будет осуществляется методом коэффициента спроса.

Метод коэффициента спроса

Указанный в проектном задании установленные мощности цехов позволяют применить к расчету их нагрузок, метод коэффициента спроса.

Расчетный максимум, необходимый для выбора почти всех элементов СЭС сечения проводников, трансформаторов ППЭ, отключающей аппаратуры, измерительных трансформаторов и т.д., определяемый сначала для отдельных цехов, а затем и для всего завода в целом.

Определение расчетной нагрузки данным методом рассмотрим на примере сборочного цеха №3.

где - расчетный максимум цеха без учета освещения.

К_С - коэффициент спроса цеха согласно цеха согласно [3].

кВт

кВар

Необходимо учесть нагрузку искусственного освещения цехов и территории завода. Эта нагрузка определяется по удельной плотности освещения согласно [1] по выражению:

,

где F - освещаемая площадь, м²

- удельная плотность осветительной нагрузки, Вт/м².

К_СО - коэффициент спроса осветительной нагрузки согласно [3].

кВт.

,

где tg - коэффициент мощности осветительной нагрузки.

кВар.

В качестве источников света используем люминесцентные лампы и лампы ДРЛ с

cos = 0,9 (tg = 0,48).

Полная нагрузка цеха напряжением до 1 кВ представляет собой сумму силовой и осветительной нагрузки.

кВт

кВар

Результаты расчета остальных цехов сведены в табл. 2.

У потребителей напряжением 6 кВ отсутствует осветительная нагрузка.

Определим мощность осветительной нагрузки территории предприятия. Площадь территории F_тер =312716,3м² удельная плотность освещения _тер = 1 Вм/м². Коэффициент спроса К_{СО тер} =1 по (2.1.3.) и (2.1.4.)

кВт

кВар

Суммарная активная нагрузка напряжением до 1 кВ.

кВт

Суммарная реактивная нагрузка напряжением до 1 кВ.



кВар

Суммарная полная нагрузка напряжением до 1 кВ.

кВА

Для дальнейшего расчета максимальной нагрузки по заводу в целом необходимо учесть коэффициент разновременности максимума К_РМ = 0,9, а также потери в цеховых трансформаторах, линиях, распределительной и др. элементах. Однако эти элементы еще не выбраны, поэтому потери в трансформаторах цеховых подстанций Р и Q учитывают приближенно по суммарным значениям нагрузок напряжением до 1 кВ цех №3

кВт

кВар

Расчет остальных цехов представлен в таблице 2.

Суммарная активная нагрузка напряжением свыше 1000 В.

кВт

Потребителями напряжения 6 кВ в компрессорной, насосной являются в основном синхронные двигатели. Они имеют опережающий cos, т.е. они выдают реактивную мощность в сеть. Поэтому в расчетах учитываются со знаком «-».

Суммарная реактивная нагрузка напряжением свыше 1000 В.

кВар

Реактивная мощность равна нулю так, как нагрузкой на 6 кВ в основном являются синхронные двигатели с cos=1.

Активная мощность предприятия с учётом коэффициента разновримённости

кВт

Реактивная мощность предприятия без учета компенсации

кВар.

Предварительные потери активной мощности в трансформаторе ППЭ

кВт

Предварительные потери реактивной мощности в трансформаторе ППЭ

кВар

Активная мощность предприятия



кВт

Реактивная мощность предприятия без учета компенсации

кВар.

Полная расчетная мощность по заводу тогда будет

кВА.

Таблица 2. Расчетные максимумы цехов.

№	Наименование цеха	Pн	cosf	tgf	kc	P'm	Q'm	F	у	Ксо	tgfо	Ро	Qо	Р?	Q?	S?	ДРт	ДQт	Рм	Qм	Sм
1	Склад сульфата	200	0,6	1,33	0,5	100	133,333	812,3	5,3	0,8	0,48	3,444	1,7	103,4	135	170,1	3,401	17	106,85	151,99	185,79
2	Тушильная станция	1600	0,65	1,17	0,4	640	748,243	21005,7	5,3	0,9	0,48	100,2	48	740,2	796	1087	21,74	109	761,94	905,06	1183,1
3	Насоная конденсата№1	1100	0,85	0,62	0,85	935	579,7	676,87	4,5	0,8	0,48	2,437	1,2	937,4	581	1103	22,06	110	959,49	691,15	1182,5
4	Главный корпус	5500	0,9	0,48	0,9	4950	2397,39	4738,1	5,3	0,9	0,48	22,6	11	4973	2408	5525	110,5	553	5083,1	2960,7	5882,5
5	Углеподготовка№1	3000	0,8	0,75	0,6	1800	1350	1195,81	5,4	0,9	0,48	5,812	2,8	1806	1353	2256	45,13	226	1850,9	1578,4	2432,6
6	Градирня	1280	0,7	1,02	0,5	640	652,931	508,3	5,68	0,9	0,48	2,598	1,2	642,6	654	917	18,34	91,7	660,94	745,88	996,58
7	Сушильное отделение	1090	0,82	0,7	0,6	654	456,495	2572,12	4,5	0,8	0,48	9,26	4,4	663,3	461	807,7	16,15	80,8	679,41	541,71	868,94
8	Очистные сооружения	400	0,8	0,75	0,6	240	180	2256,25	3	0,8	0,48	5,415	2,6	245,4	183	305,9	6,118	30,6	251,53	213,19	329,72
9	РМЦ	1100	0,6	1,33	0,4	440	586,667	3068,5	6,7	0,85	0,48	17,48	8,4	457,5	595	750,6	15,01	75,1	472,49	670,11	819,94
10	Обесфеноливающее отделение	1235	0,85	0,62	0,85	1049,75	650,577	1489,1	4,5	0,85	0,48	5,696	2,7	1055	653	1241	24,83	124	1080,3	777,44	1330,9
11	Градирня	1170	0,7	1,02	0,5	585	596,819	1489,12	5,68	0,9	0,48	7,612	3,7	592,6	600	843,7	16,87	84,4	609,49	684,84	916,78
12	Склад угля	1290	0,85	0,62	0,6	774	479,682	733,9	5,3	1	0,48	3,89	1,9	777,9	482	914,9	18,3	91,5	796,19	573,04	980,96
13	Насосная конденсата№2	1130	0,85	0,62	0,85	960,5	595,264	812,3	4,5	0,8	0,48	2,924	1,4	963,4	597	1133	22,66	113	986,09	709,99	1215,1
14	Угольная башня	1410	0,7	1,02	0,5	705	719,244	812,25	5,4	0,95	0,48	4,167	2	709,2	721	1011	20,23	101	729,4	822,39	1099,2
15	Насосная серной кислоты	300	0,85	0,62	0,85	255	158,035	1579,4	4,5	0,8	0,48	5,686	2,7	260,7	161	306,3	6,125	30,6	266,81	191,39	328,36
16	Насосная конденсата№3	470	0,85	0,62	0,85	399,5	247,588	789,7	4,5	0,8	0,48	2,843	1,4	402,3	249	473,1	9,463	47,3	411,81	296,27	507,3
17	Мастерские	400	0,6	1,33	0,4	160	213,333	508,3	6,7	0,85	0,48	2,895	1,4	162,9	215	269,5	5,39	27	168,29	241,67	294,49
18	Известковое отделение	350	0,75	0,88	0,7	245	216,07	1219,8	4	0,85	0,48	4,147	2	249,1	218	331,1	6,622	33,1	255,77	251,17	358,47
19	Машинный зал	890	0,6	1,33	0,5	445	593,333	1263,5	4,5	0,85	0,48	4,833	2,3	449,8	596	746,4	14,93	74,6	464,76	670,3	815,66
20	Бункеры промышленной продукции	430	0,6	1,33	0,4	172	229,333	1759,9	3,5	0,9	0,48	5,544	2,7	177,5	232	292,1	5,843	29,2	183,39	261,21	319,16
21	Бензольное отделение	1330	0,5	1,73	0,6	798	1382,18	1353,8	4	0,85	0,48	4,603	2,2	802,6	1384	1600	32	160	834,61	1544,4	1755,5
22	Пульпонасосная	370	0,8	0,75	0,6	222	166,5	394,3	4,5	0,8	0,48	1,419	0,7	223,4	167	279	5,581	27,9	229	195,09	300,83
23	Насосная фенольных вод	250	0,8	0,75	0,6	150	112,5	1917,8	4,5	0,8	0,48	6,904	3,3	156,9	116	195	3,9	19,5	160,8	135,32	210,16
24	Углеподготовка№2	2000	0,8	0,75	0,6	1200	900	1083	5,4	0,9	0,48	5,263	2,5	1205	903	1506	30,11	151	1235,4	1053,1	1623,3
25	Коксосортировка	530	0,8	0,75	0,7	371	278,25	2053,2	6,7	0,95	0,48	13,07	6,3	384,1	285	478	9,56	47,8	393,63	332,32	515,15
26	Сульфатное отделение	560	0,85	0,62	0,85	476	294,998	3158,8	4,5	0,85	0,48	12,08	5,8	488,1	301	573,3	11,47	57,3	499,55	358,13	614,66
27	Итого	29385				19366,8	14918,5	59252,1									16131	13006	20721
	Приемники 6 кВ
3	Насосная конденсата№1(6кв)	3332	2064,99
5	Углеподготовка№1(6кв)	2880	2160
13	Насосная конденсата№2(6кв)	3166,25	1962,27
19	Машинный зал	1250	1666,67
22	Пульпонасосная(6кв)	624	468
24	Углеподготовка№2(6кв)	1614	1210,5

4. Построение графиков электрических нагрузок

Сопоставим полученные результаты расчетных мощностей завода с процентной шкалой суточного графика электрических нагрузок и данные сведем в табл. 3.

При составлении таблицы учтем нагрузки для рабочего и выходного дней. Также учтем тот факт, что насосная работает круглосуточно в любой день (её мощность 2694 кВт). В темное время суток осуществляется освещение территории завода (мощность осветительной нагрузки 286,88 кВт). В выходной день работают в основном именно эти нагрузки. Их сумма составляет 2980,88 кВт. Работа освещения территории завода осуществляется с 20 ⁰⁰ вечера до 7 ⁰⁰ утра.

По данным табл. 3 построим суточный график нагрузки .

Таблица 3. Суточный график нагрузок в именованных единицах

t, ч	%	Si, кВА	Qраб, %	Qраб, кВар	Sраб, кВА	Рвых, %	Рвых, кВт
1	93	29202,4	100	6251,31	21755,2	14	2980,88
2	93	29202,4	95	5939,2	19671,9	14	2980,88
3	96	30144,4	98	6095,3	21710,9	14	2980,88
4	96	30144,4	88	5470,2	16557,9	14	2980,88
5	96	30144,4	90	5628,2	11841,9	14	2980,88
6	90	28260,4	90	5628,2	11841,9	14	2980,88
7	85	26690,3	82	5157,1	15471,2	14	2980,88
8	80	25120,3	85	5314,1	16179,02	12	2694
9	79	24806,3	88	5470,2	17050,5	12	2694
10	75	23550,3	80	5001,1	15419,9	12	2694
11	77	24178,3	82	5157,1	15963,4	12	2694
12	80	25120,3	80	5001,1	14438,4	12	2694
13	82	25748,3	75	4688,9	13352,9	12	2694
14	85	26690,3	73	4583,9	12343,6	12	2694
15	88	27632,4	80	5001,1	15419,9	12	2694
16	90	28260,4	84	5314,1	16506,98	12	2694
17	92	28888,4	90	5628,2	17101,9	12	2694
18	90	28260,4	85	5314,1	16506,98	12	2694
19	96	30144,4	83	5209,1	16144,8	12	2694
20	100	31400,4	82	5157,1	15510,6	12	2694
21	100	31400,4	80	5001,1	13465,7	14	2980,88
22	98	30772,4	70	4375,9	13904,1	14	2980,88
23	95	29830,4	78	4845,1	15041,3	14	2980,88
24	93	29202,4	90	5628,2	21584,4	14	2980,88

Рисунок - Суточный график электрических нагрузок

На рис. 4 приведен суточный график электрических нагрузок рабочего и выходного дней зимнего периода. Летний график строится и выглядит аналогично зимнему.

Для построения годового графика электрических нагрузок используется суточный график.

Рассчитаем число часов использования максимальной нагрузки Т_max.

Суточный расход активной энергии рабочего дня зимой.

кВтч

Суточный расход активной энергии рабочего дня летом.



кВтч

Годовой расход активной энергии.

ч. ч.

кВтч

Определим число часов использования максимальной нагрузки.

ч.

Рисунок - Годовой график электрических нагрузок.

5. Определения центра электрических нагрузок

Для построения рациональной СЭС промышленного предприятия важное значение имеет правильное размещение трансформаторных подстанций всех мощностей, напряжения, тока должны быть максимально приближены к центрам подключенных к ним нагрузок (ЦЭН). Это обеспечивает наилучшие технико-экономические показатели СЭС по расходу электроэнергии и дефицитных проводниковых материалов, т.е. минимум приведенных затрат. При проектировании СЭС разрабатывается генеральный план объекта, на который наносятся все производственные цеха, расположенные на территории предприятия. На генеральном плане указываются расчетные мощности цехов и всего предприятия. Для того чтобы найти наиболее выгодный вариант расположения понижающих подстанций и источников питания, составляют картограмму нагрузок.

Картограмма представляет собой размещенные на генеральном плане предприятия или плане цеха окружности, площади которых пропорциональны расчетным нагрузкам соответствующих цехов. Площадь сектора пропорциональна осветительной нагрузке цеха и определяется по выражению:

,

где m - масштабный коэффициент.

Угол характеризующий долю осветительной нагрузки, относительно расчетной нагрузки цеха определяется по выражению:

Координаты ЦЭН находятся по:

; ;

Результаты расчетов сведены в табл. 4.

По данным этой таблицы построим картограмму электрических нагрузок.

Таблица 4. Данные расчета картограммы электрических нагрузок.

№цеха	Uн, кВ	Рм, кВт	Ро, кВт	Хi. Мм	Yi, мм	r i, мм	б, град	Рм Хi	Рм Yi
1	0,4	106,845	3,44415	145	83	5,8318	11,6	15492,6	8868,17
2		761,941	100,197	80	16	15,573	47,34	60955,3	12191,1
3		959,493	2,43673	140	45	17,476	0,914	134329	43177,2
4		5083,1	22,6007	53	36	40,224	1,601	269404	182992
5		1850,94	5,81164	130	74	24,273	1,13	240622	136969
6		660,938	2,59843	120	59	14,505	1,415	79312,6	38995,4
7		679,414	9,25963	117	46	14,706	4,906	79491,4	31253
8		251,533	5,415	117	36	8,9479	7,75	29429,3	9055,18
9		472,487	17,4751	116	26	12,264	13,31	54808,5	12284,7
10		1080,27	5,69581	86	79	18,543	1,898	92903,3	85341,4
11		609,486	7,61238	90	36	13,929	4,496	54853,7	21941,5
12		796,187	3,88967	82	74	15,92	1,759	65287,4	58917,9
13		986,089	2,92428	64	83	17,717	1,068	63109,7	81845,4
14		729,397	4,16684	71	56	15,237	2,057	51787,2	40846,2
15		266,811	5,68584	75	47	9,2157	7,672	20010,8	12540,1
16		411,806	2,84292	74	24	11,449	2,485	30473,6	9883,34
17		168,285	2,89477	54	45	7,3189	6,193	9087,4	7572,83
18		255,769	4,14732	143	36	9,023	5,837	36575	9207,69
19		464,761	4,83289	60	25	12,163	3,743	27885,7	11619
20		183,386	5,54369	41	51	7,6403	10,88	7518,84	9352,71
21		834,607	4,60292	21	59	16,299	1,985	17526,8	49241,8
22		229	1,41948	36	22	8,5377	2,231	8244,01	5038,01
23		160,804	6,90408	30	78	7,1544	15,46	4824,13	12542,7
24		1235,38	5,26338	8	64	19,83	1,534	9883,02	79064,2
25		393,628	13,0686	10	54	11,194	11,95	3936,28	21255,9
26		499,549	12,0824	19	35	12,61	8,707	9491,43	17484,2

3	6	3332	-	140	44	32,567		466480	146608
5		2880	-	130	16	30,278		374400	46080
13		3166,25	-	64	7	31,747		202640	22163,8
19		1250	-	60	65	19,947		75000	81250
22		624	-	36	68	14,093		22464	42432
24		1614	-	8	25	22,666		12912	40350

Рис. 6. Картограмма электрических нагрузок точкой А на картограмме обозначим координаты центра электрических нагрузок завода.

Выбор рационального напряжения

При проектировании систем электроснабжения промышленных предприятий важным вопросом является выбор рациональных напряжений для схемы, поскольку их значения определяют параметры линий электропередачи и выбираемого электрооборудования подстанций и сетей, а следовательно, размеры капиталовложений, расход цветного металла, потери электроэнергии и эксплуатационные расходы. Рациональное построение системы электроснабжения во многом зависит от правильного выбора напряжения системы питания и распределения электроэнергии.

Для определения приближенного значения рационального напряжения в проектной практике обычно используют следующие выражения:

(2.9.1)

где - значение расчетной нагрузки завода, МВт; l - расстояние от подстанции энергосистемы до завода, км.

Для рассматриваемого предприятия они будут равны:

Далее, намечают два ближайших значения стандартных напряжений (одно меньше , а другое больше ) и на основе ТЭР окончательно выбирают напряжение питания предприятия.

Варианты стандартных значений напряжения: 35 кВ и 110 кВ.

Так как, под рациональным напряжением понимается такое значение стандартного напряжения, при котором сооружение и эксплуатация СЭС имеют минимальное значение приведенных затрат, определяют приведенные затраты для каждого из вариантов.

Согласно методике, изложенной в главе 1.1, приведенные затраты определяются по выражению (1.1.1), руб/год,

Народнохозяйственный ущерб от перерывов электроснабжения У будет определен позже, после расчета надежности схем питания. Для выбора рационального напряжения необходимо определить лишь капитальные вложения в строительство и стоимость потерь энергии.

Отчисления от капитальных вложений определяются по выражению (1.1.4), руб/год

Нормативный коэффициент эффективности капиталовложений для новой техники принимают равным Е_Н = 0,15 о.е./год.

Для воздушных линий 35 кВ и выше на стальных и железобетонных опорах суммарные издержки на амортизацию и обслуживание равны [8]. Суммарные издержки на амортизацию и обслуживание силового электротехнического оборудования и распределительных устройств 35-150 кВ [8].

Сравнение производят для следующей схемы:

Рис. 8. Схема электроснабжения для расчета рационального напряжения

Капитальные затраты К, необходимые для осуществления электропередачи от источников питания к приемникам электроэнергии, зависят от передаваемой мощности S, расстояния l между источником питания и местом потребления или распределения.

Капитальные затраты на сооружение системы электроснабжения выражают формулой:

(2.9.3)

где К_Л -- капитальные затраты на сооружение воздушных и кабельных линий; ; К_Л0 -- стоимость сооружения 1 км линий; l -- длина линии; К_ОБ -- капитальные затраты на приобретение оборудования (выключателей, разъединителей, отделителей, короткозамыкателей, измерительных трансформаторов, реакторов, шин, разрядников, силовых трансформаторов и т. п.).

Определяют сначала капиталовложения на сооружение ВЛЭП и подстанции на напряжение 110 кВ.

Находят К_Л110. Для определения капиталовложений по сооружению двух цепей линии 110 кВ (W1 и W2) необходимо знать сечение проводов линий. Выбор сечения проводов производят из расчета обеспечения питания предприятия по одной линии в случае повреждения или отключения другой.

1. Определяют ток в линии в нормальном и послеаварийном режимах:

(2.9.4)

(2.9.5)

2. Сечение провода рассчитывают по экономической плотности тока:

Для коксохимического завода : Т_ма = 6000-8000 ч., Т_мр = 7662ч. [10]. Следовательно j_эк = 1 А/мм² [9].

(2.9.6)

По полученному сечению выбирают алюминиевый провод со стальным сердечником марки АС-95/16. Выбранное сечение проверяется по допустимому нагреву (по допустимому току) в нормальном и послеаварийном режимах согласно условию I_пар ? I_д , по потерям напряжения U и потерям на коронный разряд.

3. Проверяют сечение провода по условию допустимого нагрева:

По ПУЭ допустимый предельный ток для провода на 110 кВ сечением 95/16 мм² равен 330 А, следовательно I_пар = 165 А < I_д = 330 А. Сечение по данному условию подходит.

4. Проверяют сечение провода по падению напряжения в линии в нормальном и послеаварийном режимах:

(2.9.7)

(2.9.8)

(2.9.9)

Удельные сопротивления для провода АС-95/16 равны r₀ = 0,306 Ом/км и x_о = 0,434 Ом/км [18]. По формуле (2.9.7):

5. По условию коронного разряда и уровню радиопомех провод такого сечения можно использовать.

Стоимость ВЛЭП 110 кВ с проводами марки АС-95/16 для стальных двухцепных опор для III района по гололеду, к которому относится Омская область, равна [8]. Учитывая, что длина линии , получают

Стоимость сооружения аналогичной линии в современных условиях (ценах 2002г.) составляет [Приложение 3].

Находят коэффициент пересчета для ВЛЭП по формуле (1.1.6):



Находят К_ОБ110. Для определения капиталовложений по сооружению подстанции 110 кВ необходимо выбрать силовой трансформатор (Т1 и Т2), выключатель (Q1, Q2, Q3 и Q4) и разъединитель (QS1 - QS8).

Так как на предприятии имеются потребители II категории, то устанавливают двухтрансформаторную подстанцию.

Мощность трансформаторов определяют по суточному графику нагрузки (рис. 6). Для этого рассчитывают среднеквадратичную мощность по формуле:

(2.9.10)

Определяют мощность одного трансформатора:

(2.9.11)

Выбирают трехфазный трансформатор с расщепленной обмоткой низшего напряжения с принудительной циркуляцией воздуха и естественной циркуляцией масла оборудованный системой регулирования напряжения ТРДН - 25000/110 [8] (S_ном = 25 МВА; U_вн = 115 кВ; U_нн = 6,3/6,3; 6,3/10,5; 10,5/10,5 кВ; P_х = 25 кВт; P_к = 120 кВт; U_к = 10,5%; I_х = 0,65%) с регулировкой напряжения под нагрузкой (РПН) и производят проверку на эксплуатационную перегрузку.

Коэффициент предварительной загрузки:

 (2.9.12)

Коэффициент максимума:

(2.9.13)

Коэффициент перегрузки:

(2.9.14)

По кривым зависимости коэффициентов К₁ и К₂ согласно [2] определяют К₂'. Получают К₂' = 1,4 К₂ = 1,14

Трансформатор в нормальном режиме недогружен, но с учетом развития предприятия в дальнейшем и с учетом погрешности вычислений, принимают трансформатор ТРДН - 25000/110.

Согласно Приложению 18 современная стоимость подобного трансформатора составляет

Находят коэффициент пересчета для силовых трансформаторов.

Расчетная стоимость трехфазного трансформатора 110 кВ мощностью S_НОМ = 25 МВА, равна [8].

Отсюда, определяют коэффициент пересчета по формуле (1.1.6):

Затем определяют К_В110. На данном этапе проектирования выбор высоковольтных выключателей может быть осуществлен лишь по двум параметрам: . Учитывая это обстоятельство, выбирают воздушный выключатель усиленного типа ВВУ-110Б-40/2000У1 [6].

().

Его стоимость равна

Определяют коэффициент пересчета на примере воздушного выключателя с электромагнитным приводом ВВЭ-10-20/1600У3. В 1984 году он стоил [6], а в 2002 году: [Приложение 17].

Отсюда, по формуле (1.1.6):

Следовательно, современная стоимость высоковольтного воздушного выключателя ВВУ-110Б-40/2000У1 по формуле (1.1.7), составляет:

Определяют К_Р110. Выбор разъединителей также осуществляют по номинальному напряжению и току: , как и в предыдущем случае. Выбирают разъединитель наружной установки двухколонковый с заземляющими ножами РНД(З)-110(Б)(У)/1000У1(ХЛ) [20].