Com-ip.ru

КОМ IP
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Технико экономическое обоснования вакуумных выключателей

2. Экономическое обоснование выбора вакуумного выключателя

Современное состояние электрических сетей и подстанций в России требует замены устаревшего морально и физически оборудования. Техническое состояние российских сетей трансформаторных подстанций напряжением 10 кВ и ниже вызывает серьезные опасения.

Доля оборудования сетей 6-10 кВ, требующего ремонта и замены, достигает 60-70 процентов. Мировая тенденция развития электротехнического оборудования такова, что ранее распространенные масляные и маломасляные выключатели на напряжение 6-10 кВ повсеместно заменяются на вакуумные выключатели (ВВ). Уже к концу 90-х по данным компании Siemens соотношение между различными типами выключателей, продаваемых в мире на среднее напряжение, составляло в процентах: маломасляные-12, элегазовые-24, вакуумные-64.

В России на данный момент прослеживается аналогичная тенденция. Число продаваемых вакуумных выключателей в нашей стране составляет порядка 50% от остальных типов. Отечественные заводы серийно выпускают ВВ с 1981 г. Разработанные ВВ на напряжение 10 и 35 кВ используются на подстанциях распределительных сетей, а также в различных отраслях промышленности:

· в металлургическом производстве, на печных трансформаторах сталеплавильных печей;

· в электрооборудовании нефтегазового и химического производства;

· на тяговых подстанциях электрифицированных железных дорог и метрополитена;

· в электрооборудовании для открытых горных работ для мощных экскаваторов, комплектных трансформаторных подстанций (КТП);

· в конденсаторных установках на напряжение 6-10 кВ и т.д.

В качестве отличительных достоинств вакуумных выключателей, обеспечивающих им преимущества перед другими типами выключателей (будем их в дальнейшем называть “традиционные выключатели”) на средний класс напряжений, можно отметить следующее:

1. Высокая надежность

К показателям надежности элементов схем электрических соединений относят частоту отказов, время восстановления, частоту и длительность капитального и текущего ремонтов.

При прочих равных условиях, то есть, если даже принять в расчет, что частота отказов и время восстановления после аварии равны для вакуумных и традиционных выключателей, то частота и длительность ремонта последних несомненно выше.

Например, для маломасляного выключателя ВК-10, масло необходимо заменить после 10 операций отключения тока 20 кВ. После совершения выключателем 2000 циклов операций включения и отключения, необходимо проводить техническое обслуживание привода. После совершения выключателем 3000 циклов операций включения-отключения (ВО) необходимо проводить капитальный ремонт. А средний ремонт выключателя должен производиться н6е реже одного раза в 4 года.

Вакуумные выключатели являются практически необслуживаемыми. Осмотр и периодические проверки ВВ рекомендуется проводить один раз в 3-5 лет. Во время этих проверок необходимо провести высоковольтные испытания вакуумной дугогасительной камеры и изоляции выключателя, а также проверить переходное сопротивление контактов.

2. Низкие эксплуатационные затраты

Этот пункт напрямую вытекает из предыдущего. Низкие эксплуатационные затраты определяются отсутствием необходимости содержания масляного и компрессорного хозяйств, кроме того вакуумная дугогасительная камера (ВДК) не требует пополнения дугогасящей среды. Высокая коммутационная износостойкость позволяет значительно сократить расходы по обслуживанию ВВ, а также перерывы в электроснабжении, связанные с выполнением регламентных работ.

3. Высокий коммутационный и механический ресурс

Число отключений номинальных токов, допускаемое без ревизий и ремонта ВДК, достигает 50 тысяч, а номинальных токов отключения (токов короткого замыкания) — от 20 до 200 в зависимости от типа ВДК и значения тока. Как уже было ранее отмечено, при эксплуатации маломасляных выключателей необходимо производить ревизию после 1000-2000 отключений номинального тока или 3-12 отключений номинального тока отключения.

Высокий механический ресурс ВВ обусловлен в первую очередь тем, что ход контактов ВДК составляет от 6 до10 мм на напряжения 6-10 кВ. Для масляных и электромагнитных выключателей на эти же напряжения ход контактов достигает 100-200 мм, а, следовательно, применяется более сложная конструкция привода, требующая больших затрат энергии на включение и отключение выключателя, что приводит к необходимости постоянного ухода и проверок состояния деталей привода, что также повышает эксплуатационные расходы на содержание выключателя.

Высокий коммутационный и механический ресурс позволяют применять ВВ в схемах с частыми коммутационными: для трансформаторов сталеплавильных печей; для коммутаций насосов, компрессоров и т.д.

4. Безопасность эксплуатации и экологичность

Для ВВ характерны малая энергия привода, малые динамические нагрузки и отсутствие выброса газов, масла. Масса и габариты ВВ значительно ниже массы и габаритов традиционных выключателей при одинаковых номинальных параметрах тока и напряжения. Все это обеспечивает бесшумность работы и предотвращает загрязнение окружающей среды.

Герметичное исполнение ВДК и отсутствие среды, поддерживающей горение, обеспечивает высокую пожаро- и взрывобезопасность и возможность работы в агрессивных средах.

Благодаря своим преимуществам вакуумные выключатели все шире применяются как при строительстве новых комплектных распределительных устройств, так и для замены морально и физически устаревших традиционных выключателей при реконструкции комплектных распределительных устройств, находящихся в эксплуатации.

Если брать в рассмотрение более высокую стоимость вакуумных выключателей, то в настоящее время психология заказчиков постепенно меняется. Многие начинают понимать, что пусть дорогое, но качественное оборудование в конце концов себя окупит.

По стоимости и надежности, сейчас можно выделить три основные позиции в коммутационном оборудовании 6-10 кВ:

· дешевые и ненадежные традиционные отечественные выключатели;

· дорогие и надежные вакуумные и элегазовые импортные выключатели;

· надежные отечественные вакуумные выключатели, по стоимости превосходящие традиционные, но уступающие в цене западным образцам;

Читать еще:  Ток срабатывания автоматического выключателя ввод

Для принятия обоснованных решений по сверхнормативной эксплуатации оборудования, и выполнены в том числе для ячеек масляных и воздушных выключателей 6-35 кВ, результаты которых представлены в таблице 4.

По концепции АООТ “РОСЭП”, головного института РАО “ЕЭС России” по проектированию сетей среднего напряжения, выключатели на 10 киловольт должны быть вакуумными, на 35 киловольт допустимы и вакуумные, и элегазовые, ана 110 киловольт и выше — только элегазовые. К тому же, элегазовые выключатели по цене в 2-3 раза превосходят вакуумные.

Выбор оборудования в этой ситуации зависит от заказчика, от его требований к надежности снабжения, от его финансовых возможностей.

150833 (Реконструкция подстанции «Байдарка»), страница 4

Описание файла

Документ из архива «Реконструкция подстанции «Байдарка»», который расположен в категории «дипломные работы». Всё это находится в предмете «физика» из раздела «Студенческие работы», которые можно найти в файловом архиве Студент. Не смотря на прямую связь этого архива с Студент, его также можно найти и в других разделах. Архив можно найти в разделе «остальное», в предмете «физика» в общих файлах.

Онлайн просмотр документа «150833»

Текст 4 страницы из документа «150833»

У – климатическое исполнение

2 – категория размещения

Вакуумный выключатель ВВ/TEL применяют в ячейках КРУ внутренней и наружной установки, а также в камерах КСО, как при новом строительстве, так и при замене выключателей прежних лет выпуска. В основе конструктивного решения выключателя лежит использование по фазных электромагнитных приводов с «магнитной защелкой» механически связанных с валом. Параллельно соединенные катушки электромагнитных приводов фаз выключателя при выполнении команд подключаются к предварительно заряженным конденсаторам в блоках управления такая конструкция позволяет достичь следующих основных отличительных особенностей вакуумных выключателей ВВ/ТЕL:

— высокий коммутационный и механический ресурс.

-отсутствие необходимости в проведении текущих, средних и капитальных ремонтов

— питание от сети постоянного, выпрямленного и переменного и переменного оперативного тока в широком диапазоне напряжений.

-малое потребление мощности по цепям оперативного питания.

-высокое быстродействие при включении и отключении.

-возможность отключения при потере оперативного питания.

-совместимость с любыми существующими типами ячеек КРУ и КСО.

— допускается работа в любом пространственном положении.

-малые габариты и вес.

— все вакуумные выключатели серии ВВ/ТЕL полностью испытаны на соответствование требований российских стандартов и имеют сертификаты соответствия системы ГОСТ.

Вакуумный выключатель ВБУЭ(П)3 – 10 – 20/1000У2

Э (П) – тип привода электромагнитный «Э», пружинно – моторный «П».

3 – номер варианта конструктивного исполнения.

10 – номинальное напряжение, кВ.

20 – номинальный ток отключения, кА.

1000 – номинальный ток.

У – вид климатического исполнения.

2 – категория размещения по ГОСТ 15150.

Вакуумный выключатель ВБУ изготавливаются с двумя типами приводов, пружинно – моторными и электромагнитными. У каждого привода есть достоинства и недостатки. Если анализировать мировой опыт, в распределительных электрических сетях установлены вакуумные выключатели с пружинно – моторными приводами. Эти сети характеризуются достаточно редкими коммутациями, но исключительными требованиями по надежности электроснабжения потребителей. Пружинно – моторные привода полностью соответствуют этим требованиям, у них меньший по сравнению с электромагнитными приводами коммутационный ресурс, но обеспечено ручное включение выключателя под нагрузкой, даже при полном отсутствии питания на шинках управления, кроме того пружинно – моторные привода потребляют для заводки пружины включения очень маленький ток 1,5 А, это упрощает схему цепей вторичной коммутации ячейки и позволяет обойтись без установки дорогостоящих и требующих обслуживания аккумуляторов или блоков аварийного питания включения. Электромагнитные привода применяют там, где требуется большой коммутационный и механический ресурс и не требует дополнительного обслуживания и регулировок в процессе всего срока службы. Выключатель ВБУ имеет следующие неоспоримые преимущества:

— Универсальность – возможность установки электромагнитных или пружинно – моторных приводов.

-возможность ручного включения выключателя под нагрузкой.

— наличие встроенных в привод выключателей расцепителей.

-легко встраивается в различные типы КРУ.

-возможность установки привода отдельно от выключателя.

-высокий коммутационный ресурс.

-хороший теплоотвод рабочих поверхностей.

-лучшее среди всех отечественных и зарубежных выключателей соотношение «цена – качество».

— выключатели сертифицированы по системе ГОСТ

Технические характеристики обоих выключателей приведены в таблице 7.1

Таблица 7.1 Технические характеристик вакуумных выключателей

Номинальное напряжение, кВ

Номинальный ток, А

Номинальный ток отключения, кА

Ток электродинамической стойкости, кА

Собственное время отключения, С мах

Полное время отключения, С мах

Собственное время включения, С мах

Механический ресурс цикл включено-отклчено

Коммутационный ресурс цикл «включено- отключено

При номинальном токе

При номинальном токе отключения

* для вакуумных выключателей с пружинно-моторным приводом

Как видно из таблицы выключатели обладают практически одинаковыми техническими характеристиками и выбор приходится обосновывать исходя из эксплуатационных и экономических соображений.

Полюс вакуумного выключателя марки ВБУ имеет разборную конструкцию, то есть он более ремонтопригоден. У вакуумных выключателей марки ВВ/ТЕL по фазные электромагнитные привода, что усложняет и удорожает конструкцию. Как указано в инструкции к вакуумному выключателю марки ВБУ он не требует дополнительных регулировок на протяжении всего срока службы (так же в случае износа контактов). Очень важно, что у этого выключателя обеспечивается воздушная изоляция между верхним и нижним токосъемом камеры это позволяет изготовить исключительно сбалансированную по теплоотводу конструкцию. Кроме всего вакуумный выключатель с электромагнитным приводом на 23 тысячи дешевле, чем выключатель марки ВВ/ТЕL. Выключатель марки ВБУ выбираем с электромагнитным приводом, поскольку он дешевле, а уступает он выключателю с пружинно-моторным приводом только тем, что включить его можно под нагрузкой даже при отсутствии оперативного тока, но это больше применимо на подстанциях, где присутствуют потребители 1-й категории, на подстанции же «Байдарка» все потребители 2-й категории.

Читать еще:  Сдвоенный потенциометры с выключателем

После сравнения вариантов принимаем решение использовать на подстанции «Байдарка» вакуумные выключатели марки ВБУЭЗ-10-20/1000У2 с электромагнитными приводами. (схему цепей вторичной коммутации ячейки вакуумного выключателя смотри графическая часть лист 2)

Принцип работы электромагнитного привода:

Включаем автоматический выключатель SF, так как вакуумный выключатель отключен его блок-контакты Q4 замкнуты, срабатывает реле от повторного включения которое размыкает свои размыкающие контакты и замыкает замыкающие контакты подготавливается цепочка для включения вакуумного выключателя. Замыкаем разъемное соединение Х1 по цепочке подается питание на диодный мостик VZ2, выпрямленное напряжение поступает на контактор КМ1, который в свою очередь замыкает контакты в цепи электромагнита включения YAC выключатель включается. Подготавливая своими блок-контактами цепочку на отключение в цепи электромагнита отключения YAT.

8 Технико-экономическое обоснование выбора мощности трансформаторов

На подстанции «Байдарка» организован учет электрической энергии. Происходит учет как активной так и реактивной энергии. Для этого на подстанции установлены счетчики активной и реактивной энергии.

Для контроля нагрузки на фидерах и вводах установлены амперметры, а для пропорционального снижения первичного тока во вторичный и для изоляции вторичных цепей от первичных установлены трансформаторы тока. Все щитовые приборы установленные на подстанции изготовлены на номинальный ток 5 А, поэтому вторичный ток трансформаторов тока составляет 5 А. Важной характеристикой трансформаторов тока является коэффициент трансформации, который показывает отношение первичного тока ко вторичному. Этот коэффициент трансформации указывается на амперметрах. Тогда шкала амперметров градуируется в первичных токах, хотя по обмотке амперметра протекает вторичный ток.

Данные приборов учета приведены в таблице 8.1

Проект подстанции ОАО «Прокопьевскэнерго» № 31 35/6 кВ. Экономическое обоснование реконструкции. Расчет приведенных затрат на реконструкцию. Экономическая эффективность релейной защиты

Страницы работы

Содержание работы

4 Экономическая часть

4.1 Экономическое обоснование реконструкции

С увеличением роста электропотребления в городских электрических сетях понижается надежность электроснабжения, пропускная способность сетей в связи, с чем возникает необходимость их развития и реконструкции.

Реконструкция – это осуществляемое по единому проекту полное или частичное переоборудование производства. Реконструкция обеспечивает увеличение объема производства на базе новой, более современной техники и технологии, повышение качества продукции, а также улучшение других технико-экономических показателей с меньшими затратами и в более короткие сроки, чем при строительстве новых или расширении действующих предприятий.

Проектируемая подстанция ОАО «Прокопьевскэнерго» № 31 35/6 кВ предназначена для электроснабжения действующих городских потребителей г. Прокопьевска.

С течением времени оборудование подвергается физическому, моральному, социальномуи экологическому износу.

Масляные выключатели были подключены в 60-х годах прошлого века, за это время они физически и морально устарели и требуют больших затрат на капитальный и текущий ремонт.

В данном дипломном проекте предусматривается замена масляных выключателей на вакуумные, разъединителей, вентильных разрядников на ОПН, что позволит уменьшить затраты на капитальный и текущий ремонты и увеличить надежность электроснабжения.

Определим годовой экономический эффект и срок окупаемости от внедрения нового оборудования по сравнению со старым на примере замены масляных выключателей на вакуумные.

При монтаже, наладке и пуске нового оборудования в эксплуатацию приведенные затраты в течение года определяются по формуле:

З1 = ∙ К1 + И1 , (1)

где Тс – нормативный срок службы (в энергетике 25 лет);

К1 – капиталовложения нового оборудования, руб.;

И1 – годовые издержки при эксплуатации нового оборудования, руб.

Подставляем числовые значения в формулу (1)

З1 = ∙ 92000 + 12 = 3692 руб.

При сравнении двух вариантов оборудования оптимальным вариантом внедрения оборудования считается тот, у которого приведенные затраты минимальны. Сравниваемые варианты оборудования по ряду причин обладают неодинаковой надежностью. В связи с этим при сравнении вариантов оборудования с неодинаковой надежностью требуется введение в расчетные формулы элемента, учитывающего возможный экономический ущерб от функциональных отказов работы оборудования.

Приведенные затраты старого оборудования должны определяться по формуле:

З2 = ∙ К2 + И2 + У , (2)

где К2 – капиталовложения старого оборудования, руб.;

И2 – годовые издержки при эксплуатации старого оборудования, руб.;

У – годовой производственный ущерб при эксплуатации старого оборудования, руб.

В связи с отсутствием данных по годовому производственному ущербу при эксплуатации старого оборудования на данном этапе в расчете не будем учитывать этот параметр. В дальнейшем, при сборе информации по количеству аварий по всем типам выключателей и определения удельного ущерба от перерыва электроснабжения потребителей по отдельным отраслям промышленности, необходимо провести уточненный расчет годового экономического эффекта от внедрения нового оборудования.

Подставляем числовые значения в формулу (2)

З2 = ∙ 42000 + 3966 = 5646 руб.

На данном этапе сравнительный годовой экономический эффект от внедрения нового оборудования по сравнению со старым ( без учета инфляции) будем определять по формуле:

Э = ∙(К2 – К1) + (И2 – И1), (3)

Читать еще:  Как называются автоматические выключатели

Подставляем числовые значения в формулу (3)

Э = ∙(42000 – 92000) + (3966 – 12) = 1954 руб.

Годовой экономический эффект с учетом инфляции от внедрения нового оборудования будем определять по формуле:

Эи = , (4)

где ки – коэффициент инфляции, равный 1,15.

Подставляем числовые значения в формулу (4)

Эи = = 14460 руб.

Срок окупаемости нового оборудования можно определить по формуле:

Ток = , (5)

Подставляем числовые значения в формулу (5)

Ток = = 7 лет.

Как видно из расчетов замена масляных выключателей вакуумными является экономически выгодной.

Сравнительный годовой экономический эффект от внедрения вакуумного выключателя вместо масляного изложен в таблице 1.

Таблица 1 — Сравнительный годовой экономический эффект от внедрения вакуумного выключателя

Капитальные затраты на покупку вакуумного выключателя BP1-10 (К1), руб.

Капитальные затраты на покупку масляного выключателя (К2), руб.

Приведенные годовые эксплуатационные затраты вакуумного выключателя (издержки И1), руб.

Приведенные эксплуатационные затраты масляного выключателя (издержки И2), руб.

Разность годовых издержек (И2 – И1), руб.

Годовой экономический эффект Э, руб.

Годовой экономический эффект с учетом инфляции Эи, руб.

Срок окупаемости, К1 / Эи, лет

Экономическое обоснование целесообразности замены масляных выключателей на вакуумные

9 Экономическое обоснование целесообразности замены масляных выключателей на вакуумные

Замена масляных выключателей на вакуумные на подстанции «Байдарка позволит снизить потери электроэнергии и повысить надежность электроснабжения производственных и сельскохозяйственных потребителей.

Экономическая эффективность замены масляных выключателей на вакуумные определяется по следующим показателям:

— Годовой экономический эффект

Расчет для масляных выключателей

Капитальные вложения определяем по формуле:

(9.1)

Где Ц – цена приобретения масляных выключателей, руб.

Т – расходу на доставку, руб

М – затраты на монтаж и пуско-наладочные работы, руб

Цена на один масляный выключатель составляет 95,2 т.руб, их согласно схемы подстанции 15 штук соответственно цена на приобретение масляных выключателей будет:

Где С – цена одного масляного выключателя, руб

N – число выключателей на подстанции, шт

Расходы на доставку составляют 12% от стоимости оборудования.

Затраты на монтаж и пуско-наладочные работы с учетом сложности составляют 40% от стоимости оборудования

М=1428×0,4=571,2 т. руб

По формуле (9.1) определяем капитальные вложения

Расчитываем годовой фонд заработной платы

Где ТФ – тарифный фонд заработной платы ,руб

Кдоп – премиальные составляют 75%

Котч – Коэффициент отчислений составляет 26%

Тарифный фонд заработной платы определяется

Где Чтс – часовая тарифная ставка, руб/час

ЗТ – затраты труда, чел×час

Для обслуживания масляного выключателя необходим электромонтер 4 разряда его оклад 4412 рублей

Где 176 – среднее число часов работы в месяц

Затраты труда определяем по формуле

ЗТ=у.е. ×18,6 (9.8)

Где у.е.=5,4 – переводной коэффициент при обслуживании масляного выключателя [1]

18,6 – трудоемкость обслуживания одной условной единице, чел×час

Тогда тарифный фонд определяется как

По формуле (9.5) определяем фонд заработной платы

Расчитываем эксплуатационные затраты

Где Ао – Амортизационные отчисления, руб

Рто – расходы на ремонт и техническое обслуживание, руб

Пр – прочие расходы, руб

Расходы на амортизацию составляют 3,5% от капитальных вложений

Расходы на ремонт и техническое обслуживание для масляных выключателей составляют 40% от капитальных вложений

Прочие расходы составляют 1% от капитальных вложений

Тогда эксплуатационные затраты будут

Рассчитываем приведенные затраты

Где Ен =0,10 нормативный коэффициент экономической эффективности

ЭЗ – эксплуатационные затраты, руб

Расчет для вакуумных выключателей

11.5 Капитальные вложения определяем по формуле 9.1

(9.1)

Где Ц – цена приобретения вакуумных выключателей, руб.

Цена на один вакуумный выключатель составляет 101 т.руб, их согласно схемы подстанции 15 штук соответственно цена на приобретение масляных выключателей будет определяться по формуле (9.2)

Где С – цена одного вакуумного выключателя

Расходы на доставку составляют 12% от стоимости оборудования определяются по формуле (9.3)

Затраты на монтаж и пуско-наладочные работы вакуумных выключателей составляют 20% от стоимости оборудования и определяются по формуле (9.4)

М=1515×0,2=303 т. руб

По формуле (9.1) определяем капитальные вложения

Расчитываем годовой фонд заработной платы

Тарифный фонд заработной платы определяется по формуле (9.6)

Так как для обслуживания масляного выключателя необходим электромонтер 4 разряда его оклад 4412 рублей то соответственно и часовая тарифная ставка его составит 25 руб/час

Затраты труда определяем по формуле (9.8)

Где у.е.=3,1 – переводной коэффициент при обслуживании масляного выключателя [1]

Тогда тарифный фонд определяется по формуле (9.6)

По формуле (9.5) определяем фонд заработной платы

Рассчитываем эксплуатационные затраты по формуле (9.9)

Расходы на амортизацию составляют 3,5% от капитальных вложений и определяются по формуле (9.10)

Расходы на ремонт и техническое обслуживание для вакуумных выключателей составляют 15% от капитальных вложений и определяются по формуле (9.11)

Прочие расходы составляют 1% от капитальных вложений и определяются по формуле (9.12)

Тогда эксплуатационные затраты будут

Рассчитываем приведенные затраты по формуле (9.13)

11.9 Определяем суммарную годовую экономию

Где ЭЗмв — эксплуатационные затраты на масляные выключатели

ЭЗвв — эксплуатационные затраты на вакуумные выключатели

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector