Главная      Учебники - Разные     Лекции (разные) - часть 28

 

Поиск            

 

Разработка вопросов энергосбережения за счет использования ветроэнергетической установки

 

             

Разработка вопросов энергосбережения за счет использования ветроэнергетической установки

Введение

В связи с тем, что строительство сельских электрических сетей к настоящему времени можно считать практически завершенным, важнейшими задачами на современном этапе является обеспечение качества электроэнергии у сельских потребителей и бесперебойность их электроснабжения с наибольшей экономичностью.

Правила устройства электроустановок (ПУЭ) делят все потребители электрической энергии с точки зрения необходимости обеспечения надежности их электроснабжения на три категории. К первой относятся электроприемники, нарушение электроснабжения, которых влечет за собой опасность для жизни людей, наносит значительный ущерб народному хозяйству, вызывает повреждения оборудования, массовый брак продукции, расстройства сложных технологических процессов. По ПУЭ электроприемники первой категории должны обеспечиваться электроэнергией от двух независимых источников питания, и перерывы в их электроснабжении допускаются на время необходимое для автоматического включения резервного питания. Следует отметить, что при сравнительно небольших мощностях сельских потребителей первой категории в качестве резервного источника их питания вполне могут использоваться резервные электростанции.

Известно, что в любой, самой совершенной по качеству оборудования электрической системе в процессе ее эксплуатации неизбежно возникают различные повреждения. Причины аварии в электроустановках разнообразны, но чаще всего они возникают вследствие несвоевременного выявления и устранения дефектов оборудования, низкочастотного монтажа, низкого уровня эксплуатации. Часто аварии являются следствием влияния на электроустановки атмосферных перенапряжений.

Надежность электроснабжения характеризуется количеством и длительностью отключений и соответственно перерывами в подаче электроэнергии потребителям. Очевидно, что при современном уровне электрификации, вообще и сельского хозяйства в частности, перерывы в электроснабжении влекут за собой определенные потери в производстве и наносят материальный ущерб.

Совершенствуя схему электроснабжения, а следовательно, увеличивая капитальные расходы на ее эксплуатацию, можно сокращать недоотпуск электроэнергии потребителям и соответственно уменьшать наносимый им материальный ущерб.

1 Хозяйственная деятельность предприятия и анализ схемы электроснабжения

1.1 Природно-экономические условия

СХП “Гарант ” села Борисова расположено в северной части Челябинской области, в 5 км от районного центра с. Кунашак и 98 км от областного центра г. Челябинска. Площадь землепользования составляет - 7230 га в том числе: с/х угодий-4982 га; из них: пашни-5011 га; сенокосы-730 га; пастбищ-823 га.

Сообщение между населёнными пунктами осуществляется по грунтовым дорогам и автодорогам областного значения. Общая численность населения СХП 650 чел. Национальный состав населения –татаро –башкиры.

1.2 Климат

Поселок расположен в умеренно-континентальной климатической зоне, которая характеризуется длительным периодом отрицательных температур и значительными колебаниями их в течении года. По многолетним данным метеостанции сумма эффективных температур выше +5 градусов составляет 13-25 дней. За год в среднем выпадает 480 мм осадков из них в период с температурой выше 10 градусов.

Господствующее направление ветров юго-западное и западное. Средняя температура самого холодного месяца- января составляет-15 градусов, самого тёплого - июля +18 градусов. Последние весенние заморозки прекращаются обычно в конце мая. Первые осенние заморозки начинаются обычно в середине сентября. Средняя продолжительность вегетационного периода 165 дней (стойловое содержание скота 210-215 дней). Устойчивый снежный покров наступает в конце ноября. Максимальная глубина промерзания почвы 79 см. Наибольшая толщина снежного покрова наблюдается в марте до 69 см. Полный сход снега наблюдается после 20 апреля.

1.3 Почвы

Большинство территории хозяйства занято дерново-подзолистыми почвами. Из других почв наибольшее распространение имеют дерново-карбонатные почвы, занимающие 19% площади. Менее распространенные являются дерново-луговые и лесостепные, удельный вес которых составляет около 2,5%. остальная площадь занята почвами крутых склонов, заболоченных мест. По механическому составу в районе преобладают тяжело и средне - суглинистые почвы, их удельный вес составляет 75%.

1.4 Специализация

Будущее направление СХП - молочно-мясное животноводство. Картофелеводство, овощеводство развиты слабо. В целом сложившееся специализация отвечает природным и экономическим условиям района и подлежит дальнейшему развитию в сторону большего увеличения производства молока, овощей и картофеля.

1.5 Анализ хозяйственной деятельности

Таблица 1.1–Структура денежной выручки предприятия

Отрасли, 2004 г . 2005 г . 2006 г .
продукты тыс. руб. % Тыс. руб. % тыс. руб. %
Растениеводство
всего: 22064 6,41 39929 3,80 144426 4,93
в том числе:
зерновые 15839 4,60 23889 2,27 56967 1,94
картофель 4738 1,38 1243 0,12 1973 0,07
овощи 229 0,07 13014 1,24 605 0,02
Животноводство
всего: 261600 76,03 638897 60,83 2416618 82,43
в том числе:
молоко 48767 14,17 151673 14,44 689782 23,53
КРС 29748 8,65 42515 4,05 309649 10,56
свиньи 181965 52,89 443766 42,25 865999 29,54
Прочая продукция 60400 17,55 371416 35,36 370621 12,64
Всего по хозяйству 344064 100,00 1050242 100,00 2931665 100,00

Денежную выручку хозяйство получает в основном от реализации продукции животноводства. Денежная выручка которой в среднем составляет 73,1 %. Растениеводство дает лишь 5 % денежной выручки. Главный товарный продукт – мясо свиней, он дает в среднем 41,6 % денежной выручки, на втором месте денежная выручка от реализации молока. Она составляет в среднем – 17,4 %. На третьем месте выручка от продажи мяса КРС. Она составляет в среднем – 7,8 %. Следовательно СХП «Гарант» имеет мясо-молочное направление с производством зерна для собственных нужд.

Таблица 1.2–Экономические результаты производства основных товарных продуктов

2004 г . 2005 г . 2006 г .
Отрасли, продукты Денежная выручка, тыс. руб. Себесто-имость, тыс. руб. Прибыль, убыток, тыс. руб. Денежная выручка, тыс. руб. Себесто-имость, тыс. руб. Прибыль, убыток, тыс. руб. Денежная выручка, тыс. руб. Себесто-имость, тыс. руб. Прибыль, убыток, тыс. руб.
Растениеводство
всего: 22064 15782 6282 39929 47683 -7754 144426 178766 -34340
в том числе:
зерновые 15839 10596 5243 23889 29778 -5889 56967 86223 -29256
картофель 4738 3315 1423 1243 1363 -120 1973 2133 -160
овощи 229 252 -23 13014 13726 -712 605 689 -84
Животноводство
всего: 261600 197006 64594 638897 588311 50586 2416618 2898506 -481888
в том числе:
молоко 48767 60570 -11803 151673 192524 -40851 689782 744857 -55075
мясо КРС 29748 27235 2513 42515 65833 -23318 309649 541477 -231828
свиньи 181965 108538 73427 443766 329652 114114 865999 772310 93689
Прочая продукция 60400 67383 -6983 371416 356755 14661 370621 357603 13018
Всего по хозяйству 344064 280171 63893 1050242 992749 57493 2931665 3434875 -503210

СХП «Гарант» является убыточным. Можно сказать, что в растениеводстве рентабельность зависит прежде всего от природных условий.

В животноводстве СХП основную прибыль получает от реализации мяса свиней. Это единственный продукт который постоянно приносит прибыль, в то время как другие продуты производятся с убытками.

Таблица 1.3–Структура земельного фонда и оценка качества сельскохозяйственных угодий

Наименование земель, угодий Код 2004 г . 2005 г . 2006 г .
Общая земельная площадь, га 0870 13480 13254 21410
Всего сельскохозяйственных угодий, га 0880 10415 10189 16507
в том числе:
пашня, га 0881 9465 9444 14863
сенокосы, га 0882
пастбища, га 0883 950 745 1644
Наличие орошаемых земель, га 0930 126 126 515
Наличие осушенных земель, га 0940

В результате укрупнения СХП в 2006 году общая земельная площадь увеличилась на 8156 га. А сельскохозяйственные угодья – на 6318 га.

СХП интенсивно использует свои угодья, так как площадь пашни составляет высокую долю, равную 70 % всех угодий.

Таблица 1.4–Обеспеченность основными фондами и оборотными средствами

Показатели 2004 г . 2005 г . 2006 г .
Величина основных производственных фондов
Всего, тыс. руб.: 307013 6722017 45398794
на 100 га с.-х. угодий, тыс. руб.: 2277,54 50716,89 212044,81
Материальных оборотных средств
Всего, тыс. руб.: 249264 1247137 3416610
на 100 га с.-х. угодий, тыс. руб.: 1849,14 9409,51 15958,01

Величина основных производственных фондов и оборотных средств за анализируемый период в абсолютных показателях резко возрастает. Но это связано с инфляционными процессами в экономике, в результате чего была сделана переоценка.

Таблица 1.5–Структура энергетики хозяйства

2004 г . 2005 г . 2006 г .
Источники энергии физ. Ед. кВт % физ. ед. кВт % физ. ед. кВт %
Тракторы 94 16503 72,9 92 15604 71,3 148 25732 76,9
Комбайны 48 4320 19,1 48 4320 19,7 61 5490 16,4
Электродвигатели 354 1765 7,8 360 1795 8,2 468 2002 6,0
Электроустановки 116 57,5 0,3 125 170 0,8 150 225 0,7
Всего энергетических мощностей 612 22646 100,0 625 21889 100,0 827 33447 100,0
Потреблено электроэнергии, тыс. кВт.ч 7326 5823 6921
в том числе:
На производственные нужды, тыс. кВт.ч 7217 4712 5756
Приходится энергетических мощностей, кВт:
На 1 среднегодового работника 49,0 50,1 53,4
На 100 га с.-х. угодий 217,4 214,8 202,6
Приходится электроэнергии на 1 среднегодового работника, тыс. кВт.ч 15,9 13,3 11,1

Из таблицы 1.5 видно, что основная доля приходится на трактора и комбайны (92-93% всех мощностей хозяйства), электродвигатели и электроустановки составляют 7-8%, общее количество установок с течением времени в основном уменьшается. Что вызвано старением, выходом их из строя, недостатком средств –на их обновление.

Таблица 1.6–Урожайность и валовой сбор продукции растениеводства.

2004 г . 2005 г . 2006 г .
Культуры Урожай-ность, ц/га Валовой сбор, ц Урожай-ность, ц/га Валовой сбор, ц Урожай-ность, ц/га Валовой сбор, ц
Зерновые, всего 13,4 62295 9,1 44641 7 38755
в том числе:
озимые 13,4 4386
яровые 13,4 57902 9,1 44641 7 38755
Сено однолетних трав 2596
Сено многолетних трав 20,2 18989 9,8 11183 19344
Кукуруза на силос 185,3 121926 67,8 30335 107 35488
Подсолнечник 90 2700 128,8 24481 49 19920

Из таблиц 1.3 и 1.6 видно, что основную часть посевных площадей занимают зерновые культуры, за последний год их посевные площади увеличились. Тенденция к увеличению площадей под зерновые культуры объясняется уменьшением урожайности зерновых культур за последние годы.

Таблица 1.7– Динамика поголовья животных

2004 г . 2005 г . 2006 г .
Показатели голов. голов. голов.
Крупный рогатый скот
Всего: 1232 1182 2003
В том числе:
Коровы 423 378 686
из них молочного направления 423 378 686
быки – производители 4 4 4
нетели и телки старше 2 лет 88 84 178
Свиньи
Всего: 3525 2499 3143
В том числе основные свиноматки и хряки 822 804 482
из них основные свиноматки 701 622 406
Лошади
Всего: 110 95 131
в том числе взрослые 74 68 99
из них матки лошадей 35 27 32

В сравнении с 2003 годом общее поголовье крупного рогатого скота возросло. Это вызвано перераспределением кормовой базы и восстановление поголовья КРС на откорме, уменьшенного в 2005году в связи с интенсивной реализацией мяса КРС. В целом поголовье животных достаточно для промышленного производства мяса и молока.

Таблица 1.8–Валовой выход продукции и продуктивность животных

Показатели Един. изм. 2004 г . 2005 г . 2006 г .
Молоко, ц Ц 13329 11318 15535
Масса телят при рождении Ц 0,134 0,118 0,207
Приплод Гол 576 467 886
Прирост Ц 1432 1313 1368
Масса поросят при рождении Ц 0,098 0,081 0,068
Поросята отъемыши Гол 9617 8128 6534
Прирост поросят отъемышей Ц 994 995 791
Прирост Ц 2156 1494 1314

Из таблицы 1.8 видно, что прирост КРС уменьшается, масса новорожденных телят так же уменьшается. Валовой удой молока растет при увеличении поголовья дойного стада, такие отрицательные результаты могут быть связаны с ухудшением и уменьшением кормового рациона.

2. АНАЛИЗ СУЩЕСТВУЮЩЕЙ СХЕМЫ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ

Линия электропередачи СХП «Гарант» введена в эксплуатацию в 1973 году. Схема электроснабжения приведена на рисунке 1.1. Общая протяжённость линии 24,5 км. Линии выполнены на железобетонных опорах, состояние опор на текущее время удовлетворительно. Используются провода марок А-50 и А-35. В линии используются изоляторы ШФ-10Г. В качестве секционирующих аппаратов установлены разъединители с ручным приводом. Анализ схемы электроснабжения произведем по следующим показателям:

- качеству напряжения;

- удельным показателям числа и длительности отключений;

Качество напряжения, определяемое уровнем напряжения на зажимах потребителей, не должно превышать допустимого значения. По данным Кунашакского РЭС количество и продолжительность отключений для проведения плановых ремонтов: 8 раз в год по 8 часов каждое отключение , что соответствует допустимым нормативам [1].

Схема внешнего электроснабжения потребителя обеспечена по 3 категории [1]. Наличие, мощность и место подключения собственных источников питания (дизель/ блокстанция):нет.

Существующая схема электроснабжения н.п.Борисова приведена на рис. 1.1.

рис. 1.1 Существующая схема электроснабжения н.п. Борисова

2.1 Расчет существующей электрической нагрузки

Расчетная нагрузка на шинах ТП определяется при помощи коэффициента одновременности, по данным нагрузки на вводе потребителей.

Определяется активная и реактивная нагрузки для дневного и вечернего максимумов.

n

Рд0  Рд i ;(2.1)

i=1

n

Рв0  Рв i ;(2.2)

i=1

n

Qд0  Qд i ;(2.3)

i=1

n

Qв0  Qв i ,(2.4)

i=1

гдеРд , Рв , Qд , Qв - расчетные дневная и вечерняя активные и реактивные нагрузки на участке линий;

Рд i , Рв i , Qд i , Qв i – нагрузки на вводе i-го потребителя;

к0 – коэффициент одновременности.

Если нагрузки однотипных потребителей отличаются по величине более чем в 4 раза, применение коэффициента одновременности в этом случае не рекомендуется, и расчетные нагрузки участков линий определяются по выражениям:


n-1

Рдд наиб +Рд i ;(2.5)

i=1

n-1

Рвв наиб +Рв i ;(2.6)

i=1

n-1

Qд =Qд наиб +Qд i ;(2.7)

i=1

n-1

Qв =Qв наиб +Qв i ,(2.8)

i=1

где Рд наиб - наибольшая дневная нагрузка из всех слагаемых нагрузок потребителей;

Рд i - добавка к наибольшей нагрузке от активной нагрузки i-го потребителя, определяемая по таблице суммирования [1], промежуточные значения находятся интерполяцией.

Дневная расчетная нагрузка ТП2719 получена следующим образом:

Рд д наиб +Рд i2 +Р1 +Р3 =336+220+62=618 кВт (2.5)

Результаты расчета с указанием потребителей приведены в таблице 2.1.

Таблица 2.1–Нагрузки на вводе потребителей ТП 2719
Потpебитель Кол-во Ко Активная нагp.,кВт Реактивная нагp.,кВАp
на вводе pасчетная на вводе pасчетная

ГАРАЖИ ..

МАСТЕРСКИЕ ..

МТМ.

3

3

1

0.80

0.80

1.00

РдiPвi Рд Рв Qдi Qвi

120180

140 160

90 100

288

336

90

432

384

100

82

80

80

100

92

90

197

192

80

240

221

90

НАГРУЗКА ТП 618 501 394 469

Наружное освещение

НАГРУЗКА ТП

618

9

510

393.8 468.6

Расчет нагрузок для остальных ТП10/0.4 кВ производится аналогично и приведен в приведен в таблицах 2.2-2.16.

Таблица 2.2–Нагрузки на вводе потребителей ТП2520

Потpебитель Кол-во Ко Активная нагp.,кВт Реактивная нагp.,кВАp
на вводе pасчетная на вводе pасчетная

ФЕРМА ..

ПОМЕЩЕНИЕ УДАЛ..

2

1

0.85

1.00

Рдi Pвi Рд Рв Qдi Qвi

80 | 100136170

40 40 40 40

60

20

80

20

102

20

136

20

НАГРУЗКАТП 163 197 115 149

Наружное освещение

НАГРУЗКА ТП

163

4

201

114.5 148.5

Таблица 2.3–Нагрузки на вводе потребителей ТП2570

Потpебитель Кол-во Ко Активная нагp.,кВт Реактивная нагp.,кВАp
на вводе pасчетная на вводе pасчетная

ПУНКТ ПРИЕМА М..

ЦЕХ ПЕРЕРАБОТК..

СКЛАДЫ ..

1

2

5

1.00

0.85

0.75

Рдi | Pвi | Рд Рв Qдi Qвi

20 | 20 | 20

120 | 120 |204

15 15 56

20

204

56

10

90

10

10

90

10

10

153

38

10

153

38

НАГРУЗКА ТП 255 255 184 184

Наружное освещение

НАГРУЗКА ТП

255

5

230

183.6 183.6

Таблица 2.4–Нагрузки на вводе потребителей ТП2854

Потpебитель Кол-во Ко Активная нагp.,кВт Реактивная нагp.,кВАp
на вводе pасчетная на вводе pасчетная

ФЕРМА ..

ПРИЕМНЫЙ НАВОЗ..

КОРМОПРИГОТОВИТ

ВЕТПОМЕЩЕНИЕ ..

2

2

1

1

0.85

0.85

1.00

1.00

Рдi | Pвi Рд Рв Qдi Qвi

60 | 80

12 | 12

50 0

4 4

102

20

50

4

136

20

0

4

35

8

30

2

40

8

0

2

60

14

30

2

68

14

0

2

НАГРУЗКА ТП 151 151 88 77

Наружное освещение

НАГРУЗКА ТП

151

10

161

88.0 77.5

Таблица 2.5–Нагрузки на вводе потребителей ТП219

Потpебитель Кол-во Ко Активная нагp.,кВт Реактивная нагp.,кВАp
на вводе pасчетная на вводе pасчетная

ПИЛОРАМА ..

БАЛКА-ПОГРУЗЧИ..

1

1

1.00

1.00

Рдi Pвi Рд Рв Qдi Qвi

60

35

60

35

60

35

60

35

40

30

40

30

40

30

40

30

НАГРУЗКА ТП 83 83 59 59

Наружное освещение

НАГРУЗКА ТП

83

5

88

59.0 59.0

Таблица 2.6–Нагрузки на вводе потребителей ТП210

Потpебитель Кол-во Ко Активная нагp.,кВт Реактивная нагp.,кВАp
на вводе pасчетная на вводе pасчетная

УЛИЦА ВОСТОЧНАЯ.

МЕДПУНКТ ..

1

1

1.00

1.00

Рдi Pвi Рд Рв Qдi Qвi

80

10

110

18

80

10

110

18

35

4

50

2

35

4

50

2

НАГРУЗКА ТП 86 121 37 51

Наружное освещение

НАГРУЗКА ТП

86

8

129

37.4 51.2

Таблица 2.7–Нагрузки на вводе потребителей ТП2519

Потpебитель Кол-во Ко Активная нагp.,кВт Реактивная нагp.,кВАp
на вводе pасчетная на вводе pасчетная

ФЕРМА ..

ПУНКТ ПРИГОТОВ..

НАСОСЫ ..

2

1

2

0.85

1.00

0.85

Рдi Pвi Рд Рв Qдi Qвi

50

20

20

60

0

20

85

20

34

102

0

34

30

15

15

35

0

15

51

15

26

60

0

26

НАГРУЗКА ТП 120 124 76 76

Наружное освещение

НАГРУЗКА ТП

120

6

130

76.3 75.6

Таблица 2.8–Нагрузки на вводе потребителей ТП211

Потpебитель Кол-во Ко Активная нагp.,кВт Реактивная нагp.,кВАp
на вводе pасчетная на вводе pасчетная

ЦЕХ ПРИЕМА ..

СУШКА ..

ЦЕХ ПЕРЕРАБОТК..

ПРЕССЫ ..

1

1

1

2

1.00

1.00

1.00

0.85

Рдi Pвi Рд Рв Qдi Qвi

40

80

150

85

0

15

10

0

40

80

150

145

0

15

10

0

35

65

120

60

0

5

0

0

35

65

120

102

0

5

0

0

НАГРУЗКА ТП 335 21 258 5

Наружное освещение

НАГРУЗКА ТП

335

4

25

257.7 5.0
Таблица 2.9–Нагрузки на вводе потребителей ТП209
Потpебитель Кол-во Ко Активная нагp.,кВт Реактивная нагp.,кВАp
на вводе pасчетная на вводе pасчетная

КОМПРЕССОР ..

НАСОСЫ ..

1

1

1.00

1.00

Рдi Pвi Рд Рв Qдi Qвi

25

20

25

20

25

20

25

20

15

15

15

15

15

15

15

15

НАГРУЗКА ТП 38 38 24 24

Наружное освещение

НАГРУЗКА ТП

38 38 24.2 24.2

Таблица 2.10–Нагрузки на вводе потребителей ТП2603

Потpебитель Кол-во Ко Активная нагp.,кВт Реактивная нагp.,кВАp
на вводе pасчетная на вводе pасчетная

ФЕРМЫ ..

НАСОСЫ ..

ХОЛОДИЛЬНИК ..

3

2

1

0.80

0.85

1.00

Рдi Pвi Рд Рв Qдi Qвi

50

15

10

60

15

10

120

26

10

144

26

10

25

10

8

30

10

8

60

17

8

72

17

8

НАГРУЗКА ТП 142 166 75 87

Наружное освещение

НАГРУЗКА ТП

142

10

176

75.3 87.3

Таблица 2.11–Нагрузки на вводе потребителей ТП2765

Потpебитель Кол-во Ко Активная нагp.,кВт Реактивная нагp.,кВАp
на вводе pасчетная на вводе pасчетная

ТРАНСПОРТЕРЫ ..

СУШКА ..

СКЛАДЫ ..

ВЕНТИЛЯЦИЯ ..

4

2

2

4

0.77

0.85

0.85

0.77

Рдi Pвi Рд Рв Qдi Qвi

20

50

35

40

20

50

35

40

62

85

60

124

62

85

60

124

12

38

20

35

12

38

20

35

37

65