Электроснабжение животноводческого комплекса с разработкой системы компесации реактивной мощности

- Выбор оборудования для компенсации реактивной мощности зависит от типа подключенного к сити оборудования.

Компенсация реактивной мощности может быть индивидуальной (местной ) и централизованной (общей ). В первом случае параллельно нагрузке подключают один или несколько (батарею) косинусных конденсаторов, во- втором некоторое количество конденсаторов (батарей) подключается к главному распределительному щиту.

Индивидуальная компенсация - самый простой и наиболее дешёвый способ компенсации реактивной мощности. Число конденсаторов соответствует числу нагрузок и каждый конденсатор расположен непосредственно у соответствующей нагрузки (рядом с двигателем и т. п.). Такая компенсация хороша только для постоянных нагрузок, то есть там, где реактивная мощность каждой из нагрузок с течением времени меняется незначительно и для ее компенсации не требуется изменения номиналов подключенных батарей. Из-за неизменного уровня реактивной мощности ее называют - нерегулируемой.

крм крм

м м

Рис.7

Централизованная компенсация-компенсация реактивной мощности с помощью одной регулируемой установки КРМ (УКРМ-58) подключенной к главному распределительному щиту. Применяется в системах с большим количеством потребителей (нагрузок), имеющих большой разброс коэффициента мощности в течение суток, то есть для переменной нагрузки. В таких системах индивидуальная компенсация неприемлема, так как, во-первых, становится слишком дорогостоящей, и , во- вторых, возникает вероятность перекомпенсации (появление в сети перенапряжения). В случае централизованной компенсации конденсаторная установка оснащается специальным контролером (автоматическим регулятором реактивной мощности) и коммутационно-защитной аппаратурой (контакторами и предохранителями). При отклонении значения коэффициента мощности от заданного значения контролер подключает или отключает определённые конденсаторные батареи (компенсация осуществляется ступенчато ). Таким образом, контроль осуществляется автоматически, а мощность подключенных конденсаторов соответствует потребляемой в данный конкретный момент времени реактивной мощности, что исключает генерацию реактивной мощности в сеть и появление в сети перенапряжения.

Рис. 8

крм

м м м

Принцип такой компенсации с параллельно включаемыми конденсаторами заключается в следующем.

Часть мощности, передоваемой по линии, а именно реактивной, не расходуется на теплоту или механическую работу, а является лишь мерой энергии, которой обмениваются магнитные поля источника и приемника. Однако ток, соответствующей реактивной мощности, протекая по линии передачи, вызывает в ней потери мощности и напряжения.

Реактивный ток и следовательно , ток линии можно уменьшить , подключив параллельно приемнику ёмкость , в которой будет протекать ёмкостный ток направленный противоположно реактивному току. Тогда в линии будет протекать уже меньший суммарный ток.

При этом коэффициент мощности увеличится , коэффициент реактивной мощности уменьшится, потери мощности и напряжения также уменьшатся.

Для обеспечения наивысшей экономической эффективности мощность конденсаторных батарей в сетях напряжением 0,38 кВ нужно выбирать такой, чтобы в часы максимума реактивной нагрузки коэффициент мощности у потребителей был не менее 0,95. При этом коэффициент реактивной мощности не должен превышать 0,33

Расчет необходимой мощности установки КРМ-0,4 (УКМ-58).

При выборе конденсаторной установки КРМ-0,4 (УКМ-58) требуемая суммарная мощность конденсаторных батарей определяется , исходя из формулы

Qc=P

где Р- потребляемая активная мощность; (tg (ф1) - tg (ф2)) определяется, исходя из значений , коэффициента мощности до установки компенсирующих устройств т.е. действующий коэффициент мощности, и коэффициент мощности после установки компенсирующих устройств т.е. желаемый коэффициент мощности; Qc- требуемая емкостная мощность.

Таким образом, формулу можно записать в следующем виде:

Qc=Pk;

Где k- коэффициент, получаемый из таблицы в соответствии со значениями коэффициентов мощности .

Таблица определения реактивной мощности конденсаторной установки

Таблица 13

Текущий	Требуемый
	0,80	0,82	0,85	0,88	0,90	0,92	0,94	0,96	0,98	1,00
	Коэффициент k
0,50	0,98	1,03	1,11	1,19	1,25	1.31	1,37	1,45	1,63	1,73
0,52	0,89	0,94	1,02	1,10	1,16	1,22	1,28	1,35	1,44	1,64
0,54	0,81	0,86	0,94	1,02	1,07	1,13	1,20	1,27	1,36	1,56
0,56	0,73	0,78	0,86	0,94	1,00	1,05	1,12	1,19	1,28	1,48
0,58	0,65	0,70	0,78	0,86	0,92	0,98	1,04	1,11	1,20	1,40
0,60	0,58	0,63	0,71	0,79	0,85	0,91	0,97	1,04	1,13	1,33
0,62	0,52	0,57	0,65	0,73	0,78	0,84	0,91	0,99	1.06	1,27
0,64	0,45	0,50	0,58	0,66	0,72	0,77	0,84	0,91	1,00	1,20
0,66	0,39	0,44	0,52	0,60	0,65	0,71	0,78	0,85	0,94	1,14
0,68	0,33	0,38	0,46	0,54	0,59	0,65	0,72	0,79	0,88	1,08
0,70	0,27	0,32	0,40	0,48	0,54	0,59	0,66	0,73	0,82	1,02
0,71	0,24	0,29	0,37	0,45	0,51	0,57	0,63	0,70	0,79	0,99
0,72	0,21	0,26	0,34	0,42	0,48	0,54	0,60	0,67	0,76	0,96
0,73	0,19	0,24	0,32	0,40	0,45	0,51	0,58	0,65	0,73	0,94
0,74	0,16	0,21	0,29	0,37	0,42	0,48	0,55	0,62	0,71	0,91
0,75	0,13	0,18	0,26	0,34	0,40	0,46	0,52	0,59	0,68	0,88
0,76	0,11	0,16	0,24	0,32	0,37	0,43	0,50	0,57	0,65	0,86
0,77	0,08	0,13	0,21	0,29	0,34	0,40	0,47	0,54	0,63	0,83
0,78	0,05	0,10	0,18	0,26	0,32	0,38	0,44	0,51	0,60	0,80
0,79	0,03	0,08	0,16	0,24	0,29	0,35	0,42	0,49	0,57	0,78
0,80		0,05	0,13	0,21	0,27	0,32	0,39	0,46	0,55	0,75
0,81			0,10	0,18	0,24	0,30	0,36	0,43	0,52	0,72
0,82			0,08	0,16	0,21	0,27	0,34	0,41	0,49	0,70
0,83			0,05	0,13	0,19	0,25	0,31	0,38	0,47	0,67
0,84			0,03	0,11	0,16	0,22	0,29	0,36	0,44	0,65
0,85				0,08	0,14	0,19	0,26	0,33	0,42	0,62
0,86				0,05	0,11	0,17	0,23	0,30	0,39	0,59
0,87					0,08	0,14	0,21	0,28	0,36	0,57
0,88					0,06	0,11	0,18	0,25	0,34	0,54
0,89					0.03	0,09	0,15	0,22	0,31	0,51
0,90						0,06	0,12	0,19	0,28	0,48
0,91						0,03	0,10	0,17	0,25	0,46
0.92							0,07	0,14	0,22	0,43
0,93							0,04	0,11	0,19	0,40
0,94								0,07	0,16	0,36
0,95									0,13	0,33

Отсюда определяем требуемую мощность конденсаторной установки:

Активная мощность электроусрановки-108,75кВт;

Действующий

Требуемый (желаемый)

Определяем из таблицы значение коэффициента k=0,73;

Следовательно требуемая мощность конденсаторной установки КРМ-0,4

Qc=108,7579,4 кВАр.

Следует отметить, что обычно не рекомендуется компенсировать реактивную мощность полностью (до), так как при этом возможна перекомпенсация. Обычно стараются достигнуть значения

Выбираем конденсаторную установку КРМ-0,4 (аналог УКМ-58, УККРМ, АКУ):

КРМ-0,4-75-7,5УЗ;

КРМ- компенсатор реактивной мощности;

0,4- номинальное напряжение, кВ;

75- номинальная мощность установки, кВАр;

7,5- шаг (точность ) регулирования ,кВАр

УЗ- климатическое исполнение и категория размещения по ГОСТ (умеренно- холодный климат).

Расчёт экономического эффекта от установки КРМ

Реактивная мощность определяется по формуле :

Где полная мощность электроустановки =108,75 кВа;

активная мощность электроустановки = 87 кВа; отсюда :

=

Оплата за реактивную мощность за час -

;

Где - коэффициент потерь реактивной энергии равный 0,08-0,12;

Оплата за электроэнергию за кВт час= 2,50 рублей;

Оплата за реактивную мощность за месяц

руб/мес

Идем по пути компенсации реактивной мощности то после замены коэффициента мощности на 0,96 получаем

кВт

Реактивная мощность после компенсации

кВАр

Оплата за реактивную мощность за час

Оплата за реактивную мощность за месяц

руб/мес

Доля оплаты за реактивную энергию может составлять от 12% до 45% от стоимости активной энергии.

Срок окупаемости конденсаторной установки оцениваем следующим образом

Где - стоимость установки компенсации реактивной мощности =32125 рублей;

оплата за реактивную мощность до компенсации за месяц =11340 рублей;

оплата за реактивную мощность после компенсации за месяц = 4860 рублей;

Как видим из расчётов срок окупаемости установки компенсации реактивной мощности пять месяцев.

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.

энергоснабжение установка реактивный мощность животноводческий



4. Охрана труда и техника безопасности

4.1 Охрана труда

Охрана труда - это система законодательных актов и соответствующих им социально - экономических, организационных, технических. Санитарно - гигиенических и лечебно - профилактических мероприятий и средств, обеспечивающих безопасность, сохранение здоровья и работоспособности человека в процессе труда (ГОСТ 12.0.002 - 2003 ССБТ «Термины и определения»).

Техника безопасности - система организационных и технических мероприятий и средств, предотвращающих воздействие на работающих опасных производственных факторов.

Производственная санитария - система организационных , гигиенических и санитарно - технических мероприятий и средств, предотвращающих воздействие на работающих вредных производственных факторов.

Гигиена труда - медицинская наука, изучающая воздействие окружающей производственной среды, характера трудовой деятельности на организм работающего. Разработка санитарно - гигиенических нормативов и практических мероприятий, устранение неблагоприятных производственных факторов, предупреждение или ослабление их влияния на организм человека являются основными задачами гигиены труда.

Обеспечение здоровых и безопасных условий труда является одной из главных предпосылок производительности труда.

В ходе развития промышленности в нашей стране создаются все условия для ликвидации производственного травматизма и заболеваемости.

Для дальнейшего улучшения условий труда и техники безопасности на действующих предприятиях собственником выделяются большие средства на оздоровление условий труда, приобретение спецодежды и технических средств, на повышение технических знаний и производственной квалификации рабочих.

Основная цель улучшения условий труда - достижение социального эффекта, т. е. обеспечение безопасности труда, сохранение жизни и здоровья работающих, сокращение количества несчастных случаев и заболеваний на производстве.

Улучшение условий труда дает и экономические результаты: рост прибыли ( в связи с повышением производительности труда); сокращение затрат , связанных с компенсациями за работу с вредными и тяжёлыми условиями труда; уменьшение потерь, связанных с травматизмом, профессиональной заболеваемостью; уменьшением текучести кадров и т. д.

Одной из важных гарантий обеспечения охраны труда на производстве есть надзор и контроль за соблюдением законодательства о труде.

Охрана труда включает в себя решение следующих основных задач:

- обучение работающих безопасности труда и пропаганду вопросов охраны труда;

- обеспечение безопасности производственного оборудования;

- обеспечение безопасности зданий и сооружений;

- обеспечение безопасности производственных процессов;

- обеспечение работающих средствами индивидуальной защиты;

- нормализация санитарно - гигиенических условий;

- создание оптимальных условий труда и отдыха работающих;

Функциями охраны труда являются исследования санитарии и гигиены труда, проведение мероприятий по снижению влияния вредных факторов на организм работников в процессе труда. Основным методом охраны труда является использование техники безопасности. При этом решаются две основные задачи: создание машин и инструментов, при работе с которыми исключена опасность для человека, и разработка специальных средств защиты, обеспечивающих безопасность человека в процессе труда, а также проводится обучение работающих безопасным приемам труда и использования средств защиты, создаются условия для безопасной работы.

Охрана труда непрерывно связана с науками, а также тесно связана с задачами охраны природы. Все эти мероприятия способствуют обеспечению нормальных условий работы и обитания человека.

4.2 Электробезопасность

Электробезопасность - система организационных и технических мероприятий и средств, обеспечивающих защиту людей от вредного и опасного воздействия электрического тока, электрической дуги, электромагнитного поля и статического электричества (ГОСТ 12.1.099 - 76 ССБТ «Электробезопасность. Термины и определения»).

Все электроустановки должны находиться в технически исправном состоянии, для обеспечения безопасных условий труда обслуживающий персонал должен быть обеспечен основными и дополнительными средствами защиты, исправным электроинструментом, а также средствами оказания первой помощи пострадавшему.

К проведению работ в электроустановках допускаются лица не моложе 18 лет с соответствующей группой допуска и прошедшие инструктаж на рабочем месте. Проведение работ оформляется нарядом - допуском, в котором указывается : лица ответственные за безопасное проведение работ, характер производимых работ, время начала и окончания работы.

При техническом обслуживании и ремонте должно быть отключено необходимое оборудование и наложено защитное заземление, вывешены запрещающие плакаты. При работах под напряжением или частично снятым напряжением допускается применять электроинструмент прошедший проверку на техническую исправность с обязательным испытанием изоляции.

При монтаже, демонтаже проводов и опор линии электропередачи особое внимание должно уделяться наличию напряжения в линии, а также степени изношенности самой линии. Работа на высоте проводится после проверки на загнивание и устойчивость опор. При невозможности поднятия на опору необходимо использовать раскрепляющее устройство или спецтехнику.

Обслуживающий персонал должен иметь профессиональную подготовку, постоянно подтверждать и повышать свою квалификацию, строго соблюдать правила техники безопасности, исключать ошибочные действия при проведении работ, тем самым снижая риск поражения электрическим током . При возникновении внештатных ситуаций, поражением электрическим током персонал должен уметь своевременно оказать первую доврачебную медицинскую помощь пострадавшему до приезда медицинских работников.

4.3 Пожарная безопасность

Пожарная безопасность - состояние объекта, при котором исключается возможность пожара, а в случае его возникновения предотвращается воздействие на людей опасных факторов и обеспечивается защита материальных ценностей.

Пожарная безопасность энергетических предприятий обеспечивается путем проведения организационных , технических и других мероприятий направленных на предупреждение пожаров , уменьшения негативных последствий , создания условий для быстрого вызова пожарных подразделений и успешного гашения пожара.

Энергопредприятия должны быть оборудованы системами противопожарного водоснабжения, установками обнаружения и тушения пожара в соответствии с требованиями нормативно - технических документов.

На каждом энергопредприятии должен быть установлен противопожарный режим и выполнены противопожарные мероприятия исходя из особенностей производства, а также совместно работниками пожарной охраны и энергопредприятия разработан оперативный план тушения пожара.

Работники энергопредприятия должны проходить противопожарный инструктаж, участвовать в противопожарных тренировках, проходить периодическую проверку знаний « Правил пожарной безопасности».

Территория подстанции должна содержаться в чистоте, очищаться от горючих отходов, Вся территория подстанции должна иметь ограждение и должна быть освещена в соответствии с нормами. Подъездные дороги должны содержаться в исправном состоянии. Запрещается применять открытый огонь на территории подстанции. Для предотвращения пожара на подстанции предполагается установка противопожарного щита. В состав противопожарного щита входят: огнетушитель, багор, лопата, топор, лом, покрывало из негорючего материала, ящик с песком. Использовать противопожарный инвентарь для других целей запрещается.



5. Экономическая часть

Развитие электрификации сельскохозяйственного производства выдвигает на первый план задачу - обеспечить максимальным экономическим эффектом капитальных вложений. Экономический эффект электрификации выражается в улучшении условий труда, высвобождение рабочей силы, снижение материально - денежных затрат на выполнение работ.

Основными экономическими показателями являются первоначальные капитальные вложения и ежегодные эксплуатационные издержки.

5.1 Расчет экономической эффективности

Целью технико - экономических расчетов является нахождение оптимального решения поставленной задачи путем сопоставления возможных вариантов в процессе проектирования новых и реконструкции старых объектов, путем внедрения новой технологии и техники, изобретений, и рационализаторского предложения , при принятии любого технического решения из предложенных конкурирующих вариантов.

Сравнивать варианты можно только при обеспечении ими одинакового производственного эффекта. При этом решающими являются экономические показатели, которые должны оцениваться в стоимостном выражении. Часто применяют и натуральные показатели. Это особенно важно в сравнивании вариантов, близких по стоимостным показателям. В таких случаях натуральные показатели помогают полнее выявить преимущества и недостатки сравниваемых вариантов.

К натуральным показателям относятся:

-трудовые затраты;

-материальные ресурсы;

-эксплуатационные расходы.

Вариант, имеющий наименьшие первоначальные капитальные вложения (К) и ежегодные эксплуатационные расходы (С), считается более эффективным

Иногда капитальные затраты первого варианта () выше капитальных затрат второго (), а эксплуатационные расходы, наоборот, в первом варианте ниже , чем во втором

В этом случае показатели эффективности является срок окупаемости дополнительных капитальных вложений

Сроком окупаемости капитальных затрат принято считать время, в течении которого разность капитальных вложений для двух сравниваемых вариантов (), окупится за счет экономии средств, расходуемых на эксплуатацию более дорогой установки. Полученный срок окупаемости капитальных затрат сопоставляют с нормативными ().

Величина, обратная сроку окупаемости, называется коэффициентом эффективности капитальных вложений Р



Этот коэффициент показывает долю экономии, полученной в результате осуществления мероприятия на 1 рубль капиталовложений. Для энергетики он принят равным р=0,12. Это значит, что, если расчетное значение коэффициента эффективности будет больше 0,12 мероприятие экономически оправдано, капиталовложения окупятся менее чем за 1 : 0,12=8,3 года. Если же расчетный коэффициент эффективности р окажется меньше 0,12, то проводить мероприятия нецелесообразно.

В ежегодные затраты И входят амортизационные отчисления, эксплуатационные расходы, которые примерно равны до и после модернизации, а также стоимость электроэнергии С. Поэтому

соответственно стоимость электроэнергии, потребляемой в год до и после осуществления мероприятий по её экономии.

Эффективность всякой электроустановки зависит в первую очередь от числа часов её полезного использования в году: чем больше продолжительность её производительной работы, тем больший достигается эффект, тем быстрее окупятся расходы , на неё затраченные. Но при этом необходимо исключить любые потери. Эти потери в конечном счёте-бесполезно сгоревший уголь, нефть, торф, газ на электростанциях.

Во всех случаях при повышении эффективности работы электроустановок нужно строго соблюдать правила устройства электрических установок, правила их технической эксплуатации, правила техники безопасности, правила использования электрической и тепловой энергии.

Эффект от перечисленных мероприятий может быть определен по « Типовой методике определения экономической эффективности капитальных вложений». За основы расчета принимается срок окупаемости капитальных вложений

Где капитальные вложения, необходимые для осуществления мероприятий по снижению потерь энергии;

текущие, ежегодные затраты до осуществления мероприятия, руб.

текущие , ежегодные затраты после осуществления мероприятия, руб.

ожидаемая экономия ежегодных затрат, получаемая в результате осуществления мероприятия, руб.

Если проектом предусмотрена реконструкция электрической сети или ее части, то расчетные капиталовложения определяют по формуле

Где реконструкционные капиталовложения;

- стоимость новых производственных фондов;

- ликвидная стоимость демонтируемого оборудования;

- стоимость демонтажа,

Тогда: - согласно локального сметного расчёта организации « Омск Сеть ремонт» стоимость реконструкции ВЛ-0,4 кВ от КТП 3БП-4 составила: -881044 рубля.

Затраты на приобретение КТП с КУ (с устройством компенсации реактивной мощности) - 160 кВА составили - 200794 рубля согласно интернет ресурса.

Затраты на приобретение (КРМ) составили - 32125 рублей согласно интернет ресурса.

Монтаж КТП согласно сметного расчета составил - 3683 рубля.

Устройство подъездных дорог согласно сметы - 41691 рубль.

Тогда: согласно дефектной ведомости организации « Омскэнерго» остаточная стоимость ВЛ-0,4 кВ составляет- 129845, а остаточная стоимость КТП с трансформатором на 160 кВА составляет-22850 рублей.

Стоимость ; ВЛ-0,4кВ -71720 руб;

Отсюда: (881041+200794+32125+3683+41691) - (129845+22850) - 71720+5826=929093 рубля.

Тогда срок окупаемости определяем по формуле:

Текущие ежегодные затраты до и после реконструкции определяем с учетом ТО и ТР и их периодичностью по формуле:

Где число ТО в год;

- трудоё

мкость ТО на один пролет ВЛ-0,4 кВ;

- число ТР в год;

- трудовые затраты на капитальный ремонт (амортизационные отчисления в электроустановках в процентном отношении).

Текущие годовые затраты до реконструкции согласно норм ТО и ТР составляют

Среднечасовая оплата по России равна 4610/160=28,8 рубля.

Тогда текущие затраты будут: 17242,5 28,8=496584 рубля.

Текущие годовые затраты после реконструкции согласно норм составят

Тогда текущие затраты будут: 6298,5 28,8 = 181397 рублей.

Срок окупаемости проекта электроснабжения животноводческого комплекса будет равен



Заключение

В данном дипломном проекте по теме: Электроснабжение животноводческого комплекса в ООО «Большепесчанское» Называевского района Омской области с разработкой системы копенсации реактивной мощности, произведён анализ историко- географической характеристики, а также производственной характеристики объекта. Состояние электрификации. Произведено расчётно-технологическое определение нагрузок, выбрано местоположение подстанции. Сделан расчёт мощности ТП и электрический расчёт сети 0,38 кВ. По электрическим расчётам определены сечения проводов для реконструируемой линии и определены потери напряжения в них. Определены расчёты аварийных трехфазных и однофазных режимов работы и выбраны аппараты защиты.

Выполнена конструктивная часть с разработкой системы компенсации реактивной мощности.

Освещены вопросы охрана труда, электробезопасность, пожаробезопасность проекта.

Сделан полный экономический расчёт эффективности дипломного проекта.



Литература

1. Акимцев Ю.И. « Электроснабжение сельского хозяйства». Москва., изд. Колос, 1994г.

2. Каганов И. Л. «Курсовое и дипломное проектирование». Москва., изд. ВО Агропромиздат, 1990г.

3. Лещинская Т. Б. «Электроснабжение сельского хозяйства». Москва., изд. Колос, 2006г.

4. Лещинская Т. Б. «Сборник задач по электроснабжению сельского хозяйства» Москва., изд. Колос 1997г.

5.Кабышев А.В. , Обухов С.Г. «Расчет и проектирование систем электроснабжения». Справочник материалов по электрооборудованию: Учебное пособие. Томск. ТПУ 2005г.

6. Конюхова Е.А. «Электроснабжение объектов». Москва., изд. Мастерство 2006г.

7. Кудрин Б.И. «Электроснабжение промышленных предприятий». Изд. Интернет. Инжинеринг 2005г.

8. Сибикин Ю.Д. «Электроснабжение промышленных и гражданских зданий». Москва., изд. Академия 2006г.

9. Михальчук А.Н. « Спутник сельского электрика». Справочник. Росагропромиздат, 1989г.

10. Прищеп Л.Г. «Учебник сельского электрика». Москва., изд Колос 1981г.

11. «Межотраслевые правила по охране труда» при эксплуатации электроустановок. Москва ., изд. НЦ ЭНАС 2001г.

12. Шехувцов В.П. «Расчёт и проектирование схем электроснабжения». Методическое пособие для курсового проектирования. Москва. 2007г.

13. Руководящие материалы по проектированию электроснабжения сельского хозяйства. Москва 1999г.

Размещено на Allbest.ru