Составление электробаланса кирпичного завода
МИНИСТЕРСТВО
ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ИжГТУ
Кафедра
«Электротехники»
Курсовая
работа
по
предмету: Экономика электропотребления в промышленности
Тема:
Составление электробаланса кирпичного завода
Ижевск 2007
г.
Задание
Составить электробаланс предприятия. Учесть
потери в питающих сетях (к РУ, ТП и т.п.), основных элементах системы
электроснабжения.
Составить электробаланс основного
технологического оборудования. Технические данные принять по справочным
материалам, расчетам или в исходных данных.
Разработать основные мероприятия по
электросбережению предприятия (с учетом баланса предприятия).
Разработать мероприятия по снижению потерь в
питающих линиях предприятия.
Рассчитать сумму оплаты за потребляемую
электроэнергию предприятия.
Рассчитать стоимость потерь электроэнергии в
питающих сетях и трансформаторах.
Исходные данные
Кирпичный
завод
|
№
|
Наименование
|
Рр,
кВт
|
Qр,
кВАр
|
ТП
|
питающий
кабель
|
1
|
Производственый
корпус
|
|
|
2
ТМЗ-1000
|
ААШВ-3х70
|
|
формовочное
отделение
|
74
|
98,4
|
|
|
|
сушильное
отделение
|
220
|
194,3
|
|
|
|
дробильное
отделение
|
90
|
67,5
|
|
|
|
вентиляторы
|
77
|
67,8
|
|
|
|
вакуумнасосная
|
285
|
61,9
|
|
|
|
печное
отделение
|
82,5
|
22,4
|
|
|
2
|
Глинозапасник
|
42
|
42,8
|
|
|
3
|
Котельная
|
70,6
|
71,6
|
|
|
4
|
Цех
черепицы
|
194
|
170,8
|
|
|
5
|
Вспомогательные
участки (ремонтные)
|
118
|
120,8
|
|
|
6
|
АБК
|
96
|
67,6
|
|
|
7
|
КПП
|
14
|
4,62
|
|
|
8
|
Открытый
склад
|
15,75
|
|
|
9
|
Сторонние
потребители
|
243
|
214
|
|
АВВБШв
3х70 + 1х50 от ТП 300м
|
10
|
Наружное
освещение
|
40
|
57,6
|
|
|
|
РУ-6кВ
питающие кабели 3200м W = 5340 МВт час
|
1. Составление
электробаланса предприятия
Основные показатели.
Основные технические показатели кирпичного
завода приведены в таблице 1.1., где:
) годовое число использования максимальных
нагрузок находим по формуле
;
) для электроснабжения основного
производства согласно исходным данным установлена двухтрансформаторное ТП с
ТМЗ-1000;
На рисунке 1 приведена схема
электроснабжения кирпичного завода.
Таблица 1.1 - Основные показатели
№
п/п
|
Наименование
показателя
|
Обознач.
|
Ед.
измер.
|
Значение
|
1. Номинальное
напряжение в питающей сети в распределительной сети
6
2. Присоединяемая
мощность трансформаторов ТП
3. Общая
установленная мощность на шинах В том числе: Сторонних потребителей 1667,1
4. Расчётная
мощность предприятия В том числе: Сторонних потребителей 2100,52
323,80
|
|
|
|
5.
|
Годовой
расход электроэнергии
|
5406,86
|
|
|
6.
|
Коэффициент
мощности:
|
0,77
|
|
|
7.
|
Суммарная
мощность компенсирующих устройств
|
0
|
|
|
8.
|
Коэффициент
загрузки трансформаторов
|
1,05
|
|
|
9.
|
Годовое
число часов использования максимальных нагрузок
|
час3203
|
|
|
2. Составление приходной части
электробаланса
Производим расчет силовых нагрузок для ТП:
- без компенсации
Производим расчёт коэффициента
загрузки ТП:
Расчёт коэффициента без
компенсации реактивной мощности
Производим расчёт годового расхода
электроэнергии кирпичным заводом:
, , , ,
На основании произведенных расчетов
данные приходной части электробаланса сводим в таблицу 2.1.
Таблица 2.1 - Приходная часть
промышленного предприятия
№
п/п
|
Статьи
прихода
|
Электрическая
энергия
|
|
|
Активная
кВт.час
|
Реактивная
кВ.Ар.час
|
1.
|
Поступило
из сети
|
5339721,3
|
Итого
по предприятию:
|
5339721,34093017,61
|
|
3. Составление расходной части
электробаланса
Прямые затраты электроэнергии на основной
технологический процесс кирпичного завода включают электроснабжение
производственного корпуса, глинозапасника, цеха черепицы:
Расчетная активная мощность Рр = 1064,5кВт.
Расчетная реактивная мощность Qр = 725,9 кВАр.
Годовое потребление активной электроэнергии W =
3409,6 тыс.кВт час.
Годовое потребление реактивной электроэнергии V
= 2325,1 тыс. кВАр час.
Затраты электроэнергии на вспомогательные нужды
включают в себя расход электроэнергии на электроснабжение котельной,
вспомогательных участков, АБК, КПП, открытый склад и наружное освещение.
Их суммарная расчетная активная мощность Рр =
359,6кВт, расчетная реактивная мощность Qр = 337,97 кВАр
Их суммарное потребление активной электроэнергии
W = 1151,8тыс.кВт час, потребление реактивной электроэнергии V = 1082,5тыс.кВАр
час.
Кроме того, к РУ-6кВ подключены сторонние
потребители:
Расчетная активная мощность Рр = 243кВт
Расчетная реактивная мощность Qр = 214 кВАр
Годовое потребление активной электроэнергии W =
778,3 тыс.кВт час
Годовое потребление реактивной электроэнергии V
= 685,4 тыс.кВАр час.
Расчетные величины потребления активной и
реактивной энергии сводим в таблицу 1.6.
Определяем потери электроэнергии на предприятии.
Потери электроэнергии в трансформаторах КТП
завода.
Питание электропотребляющего оборудования кирпичного
завода и его сторонних потребителей производится через трансформаторную
подстанцию:
ТП 2ТМЗ 1000/0,4, технические данные
установленных трансформаторов приведены в таблице 3.1.
Таблица 3.1 - Технические данные трёхфазных
масляных двухобмоточных трансформаторов
Тип
тр - ра Номинальная мощность кВ.А Номинальное напряжение кВ Потери
кВт
%
%
|
|
|
|
|
ВН
|
НН
|
ХХ
|
КЗ
|
|
|
ТМЗ
1000
|
1000
|
10
|
0,4
|
3
|
11,2
|
5,5
|
1,5
|
Определяем расчетную величину потерь активной
электроэнергии в трансформаторах за учтённый период:
,
- полное число часов присоединения
трансформаторов к сети.
Потери реактивной электроэнергии в
трансформаторах за учтённый период:
Полученные данные сводим в таблицу
3.2.
Таблица 3.2 - Потери электроэнергии
в трансформаторах ТП
Трансформаторы
|
Тип
|
n
|
%%
|
|
|
|
|
ТП
|
ТМЗ
|
2
|
1000
|
52560,8
|
100
|
262805,4
|
100
|
Потери электроэнергии в электрической сети.
Для питания РУ-6кВ выберем кабель для прокладки
по воздуху. Для этого рассчитаем значение тока нагрузки кабеля:
,
По расчетному значению тока
принимаем алюминиевый силовой трехжильный кабель с бумажной пропитанной
изоляцией и сечением жилы 150мм2 АСБ3х150. Протяженность линии согласно
исходным данным 3200м.
Питание ТП выполнено трехжильным
алюминиевым кабелем в алюминиевой оболочке с наружным покровом из
поливинилхлоридного шланга с сечением жилы 70мм2 ААШв 3х70. Согласно исходным
данным протяженностью кабеля можно пренебречь, следовательно, ТП расположено
вблизи РУ-6кВ.
Питание стороннего потребителя
выполнено трехжильным алюминиевым с сечением жилы 70мм2 и одножильным
алюминиевым с сечением жилы 50мм2 кабелями в ПХВ оболочке с бронепокровом из
плоских лент и наружным покровом из поливинилхлоридного шланга АВВБШв 3х50
протяженностью 300м.
Расчет потерь в питающих линиях от
РУ-6кВ до ТП производить не будем, т.к. неизвестна протяженность данной линии.
Потери активной электроэнергии за
учтённый период:
КЛ - 6 кВ до РУ-6кВ:
,
Где ;
.
.
Потери реактивной электроэнергии в
KЛ - 6 кВ до РУ-6кВ:
Потери активной электроэнергии в КЛ
- 0,4 кВ от ТП до стороннего потребителя, АВВБШв-3x70:
Потери реактивной электроэнергии в КЛ - 0,4 кВ
от ТП до стороннего потребителя протяженностью 300м, АВВБШв-3x70 а так же
потери активной и реактивной энергии в КЛ - 0,4кВ АВВБШв-1x50 рассчитаем
аналогично. Результаты расчетов сведем в таблицу 3.3.
Таблица 3.3 - Потери электроэнергии в линиях
электропередач
Наименование L,
км
Ом/км
Ом/км
А
кВт.ч
кВ.Ар.ч
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1.
КЛ до РУ 6 кВ
|
0,81
|
3,2
|
0,2
|
0,074
|
24
|
8760
|
1,47
|
14392,5
|
15491,5
|
2.
КЛ от ТП до стороннего потребителя АВВБШв-3x70
|
0,75
|
0,3
|
0,42
|
0,08
|
5,7
|
8760
|
1,47
|
73,8
|
44,3
|
3.
КЛ от ТП до стороннего потребителя АВВБШв-1x50
|
0,75
|
0,3
|
0,59
|
0,083
|
5,7
|
8760
|
1,47
|
110,7
|
45,9
|
Итого:
|
1457715581,7
|
|
Потери мощности и расход электроэнергии в ККУ.
Согласно исходным данным на предприятии не установлены ККУ для компенсации
реактивной мощности, следовательно, расчет потерь мощности и расхода
электроэнергии в конденсаторных установках не производим. На основании данных
таблиц 3.1., 3.2., 3.3. определяем расходную часть электробаланса и заносим
данные в таблицу 3.4..
Таблица 3.4 - Расходная часть электробаланса
Рисунок 3.1
основное производство;
вспомогательное производство;
сторонний потребитель;
потери в линиях;
потери в трансформаторах.
По результатам расчётов видно, что
большая часть активной энергии расходуется на основное - 63,1% и
вспомогательное - 21,3% производство, кроме того, 14,4% электроэнергии
передается стороннему потребителю. Потери активной энергии в линиях и
трансформаторах минимальны и составляют 0,3% и 1,0% соответственно. На
основании этого можно сделать выводы об оптимальном использовании
трансформаторов установленных в ТП завода и о правильном выборе кабельных
линий.
4. Составление электробаланса
основного технологического оборудования
К основному технологическому
оборудованию данного кирпичного завода можно отнести глинорезку со следующими
параметрами электродвигателя:
Привод станка вращается от асинхронного
двигателя 4А200 S4
н = 75 кВт; Wсм = 59,6 кВт.час
н = 380 В; Vсм = 102,1 кВАр.час= 3000 об/мин;
tсм = 2,9часн = 137 А; Pхх = 9,85 кВтj = 0,91; Iхх = 34,5
А
h = 0,9
который соединен с исполнительным механизмом при
помощи редуктора.
Расчет потерь электроэнергии основного
технологического оборудования
Находим средний ток двигателя:
А
0,003=0,193 Ом
где rст(75°)=0,19 - сопрот. обмотки
статора двигателя при 75ОС, Омот - сопротивление обмотки ротора, Ом.
Ом
где S% - скольжение при номинальной
нагрузке.
Постоянные потери в двигателе и приводе:
где DРмо - потери в обмотках двигателя, кВт; которыми
можно пренебречь, т.к. ЭД небольшой мощности.
Определение коэффициента формы
нагрузок:
1,47
где Ттах=3203 часов (для рассчитываемого
кирпичного завода).
Средние нагрузочные потери:
где Кдоп=1 - коэффициент
дополнительных потерь в двигателе при нагрузке
. Составление
электробаланса
Средняя активная мощность за смену:
кВт
Средняя мощность, затрачиваемая на
технологический процесс:
Определяем расход электроэнергии агрегата:
) Расход электроэнергии, затрачиваемой на
технологический процесс:
=Рт.см×tсм кВт×час
) Расход электроэнергии при постоянных потерях:
пост=Рпост×tсм кВт×час
) Расход электроэнергии при нагрузочных потерях:
нагр=Рнагр×tсм кВт×час
Расходная часть электробаланса станка по
мощности и энергии представлена в таблице 5.1.
Таблица 5.1
Статья
расхода
|
Мощность,
кВт
|
Расход
энергии
|
|
|
кВт×час
|
%
|
На
технологический процесс
|
5,88
|
17,05
|
28,6
|
Постоянные
потери
|
9,85
|
28,57
|
47,8
|
Нагрузочные
потери
|
4,87
|
14,12
|
23,6
|
ИТОГО:
|
20,659,74100
|
|
|
Как видно, расходная часть электробаланса
соответствует приходной. Значительные постоянные потери указывают на то, что
станок находится в плохом техническом состоянии. Небольшие нагрузочные потери
являются следствием того, что двигатель станка недогружен.
6. Основные мероприятия по
электросбережению предприятия
В настоящее время вопрос энергосбережения, в том
числе и электросбережения занимает одно из первых мест в развитии общества в
целом и производства в частности. Снижение потерь электроэнергии при передаче,
транспортировке и уменьшение расхода электроэнергии на технологический процесс
оказывает большое влияние как на себестоимость продукции, так и на стабильность
работы энергосистемы в целом. Кроме того, снижение расхода электроэнергии
оказывает большое значение на экологию региона, что в настоящее время наиболее
актуально.
Для обеспечения рационального и экономичного
расхода электроэнергии предприятием разрабатываются различные мероприятия,
которые могут быть беззатратными (организационно-технические) такие как:
разработка и соблюдение рациональных графиков
работы подразделений предприятия, основного энергоемкого оборудования;
улучшение условий эксплуатации и повышение
контроля за техническим состоянием электрооборудования и электроустановок;
совершенствование систем учета и контроля за
использованием электроэнергии;
нормирование удельного расхода энергоресурсов на
единицу продукции;
выбор оптимального тарифного плана при расчетах
за потребленные энергоресурсы;
проведение энергосберегающей политики на
предприятии;
снижение потерь в электрических сетях,
электроустановках;
использование вторичных энергоносителей.
К затратным мероприятиям можно отнести
приобретение нового, совершенного оборудования, повышение квалификации рабочих,
внедрение новых технологий.
На данном кирпичном заводе основным
оборудованием являются сушильные камеры и печи. В связи с этим возможно
снижение расхода электроэнергии в результате перевода данного оборудования на
природный газ. Кроме того, хорошие результаты в энергосбережении может дать
применение частотного регулирования приводов вентиляционного и насосного
оборудования.
Снижение затрат активной электроэнергии на
нагрев линий электропередач в результате транспортировки реактивной
электроэнергии может быть достигнуто в результате повышения cos
φ предприятия
с 0,79 до 0,95, за счет установки конденсаторных батарей.
7. Мероприятия по снижению потерь в
питающих линиях предприятия
Данный кирпичный завод имеет небольшие потери
электроэнергии в питающих линиях. Таким образом, мы можем сделать вывод о
правильном выборе проводников. В дальнейшем, для снижения постоянных потерь,
при проведении капитального ремонта сетей возможна замена существующих линий на
линии с медными жилами. Максимальные потери при транспортировке электроэнергии,
согласно проведенным расчетам составляют потери в кабельной линии до РУ-6кВ протяженностью
3200м. Как отмечалось в п.3 данной курсовой работы есть возможность снижения
расхода активной электроэнергии на нагрев питающих линий, связанного с
передачей реактивной электроэнергии к потребителям. Для решения данной проблемы
необходима установка конденсаторных батарей в непосредственной близи к
потребителю реактивной мощности, в данном случае это: формовочное и сушильное
отделение производственного корпуса, глинозапасник, котельная, цех черепицы,
вспомогательные участки, а так же электроснабжение наружного освещения завода.
Рекомендуется установка конденсаторных батарей у стороннего потребителя.
8. Сумма оплаты за потребляемую
электроэнергию
Годовой максимум нагрузок предприятия
подразумевает возможность использования двухставочного тарифа при расчётах с
энергоснабжающей организацией.
Приборы учёта электроэнергии (счётчики)
установлены на стороне 6 кВ, т.е. трансформаторы находятся на балансе завода.
Оплата по основной ставке, без учета стороннего
потребителя:
, руб./мес или 4362111,74руб./год.
где С01, руб/кВт - основная ставка,
стоимость 1 кВт нагрузки в часы максимальных нагрузок. Согласно Постановлению
ГК РБ №191 от 29.11.2006г составляет 255 руб/кВт для потребителей с
присоединённой мощностью 750 кВ.А и выше.
Рзаявл, кВт - заявленная
предприятием мощность, участвующая в максимуме нагрузки энергосистемы.
Дополнительная ставка двухставочного тарифа предусматривает плату за
электроэнергию в кВт. час, учтённую электросчётчиками.
где С02, руб./кВт×час -
дополнительная ставка, стоимость 1 кВт×ч потреблённой электроэнергии 0,94руб. Сумма
оплаты за потребляемую машиностроительным предприятием активную электроэнергию
составляет: 8712958,14 руб. Плата за потребляемую реактивную энергию не
производится. При расчете по одноставочному тарифу, дифференцированному по
диапазонам годового числа часов использования заявленной мощности возможно
применение тарифной ставки в 163коп./кВт час:
,
Таким образом при применении
одноставочного тарифа снижение затрат на оплату электроэнергии составит
1168405,34руб./год. На основании проведенного анализа применения тарифов
данному кирпичному заводу рекомендуется принять к расчетам одноставочный тариф.
9. Стоимость потерь электроэнергии в
элементах электроснабжения
Стоимость потерь электроэнергии
рассчитывается:
руб/кВт. час.
Расчет стоимости потерь по статьям
приведен в таблице 9.1.
Таблица 9.1
Список используемой литературы
электробаланс
предприятие линия питание
1. «Справочник
по электроснабжению пром. предприятий» Под ред. Фёдорова А.А. и Сербиновского
Г.В., т. I-II, М. «Энергия», 73г.
2. Электрооборудование
производств: Учебное пособие/ Г.Г.Рекус. - М.: Высш.шк., 2005. - 709 с.
. «Электроснабжение
промышленных предприятий», Липкин Б.Ю., Князевский Б.А., М, «Высшая школа»,
1979 г.
. «
«Электрические нагрузки и балансы эл. предприятий» Волобринский С.Д.
. Тикунова
Т.В., Лекции по предмету «Экономика электропотребления в промышленности».