Основы распределения и передачи электроэнергии

а) Режим №1 Обрыв одной  цепи двухцепной линии участка В-4

 

 

На участке А-2 ток  составит

I = A <2*605А. - Условие проверки выполняется.

I = А<605А. - Условие проверки выполняется.

 Режим №2 Обрыв  одной цепи двухцепной линии  участка В-3

На участке В-3 ток  составит

I = А <2*605А. - Условие проверки выполняется.

I = А<265 А. - Условие проверки выполняется.

Режим №3 Обрыв двухцепной линии 3-1

I = А <2*605 А. - Условие проверки выполняется.

б) Режим №4 Обрыв двухцепной линии А-2

 

 

I = А<450 А. - Условие проверки выполняется.

Таким образом,  все  провода прошли результаты проверки.

 

 

5. Выбор трансформаторов.

1 вариант

Мощность трансформаторов  выбирается по нагрузке пятого года эксплуатации подстанции, считая с года ввода  первого трансформатора. Наиболее часто выбор рациональной мощности  трансформаторов производится на основании технико-экономических расчётов нескольких вариантов числа и мощности трансформаторов.

В практике проектирования районных электрических сетей для  нагрузок первой и второй категории  мощностью свыше 10 МВт применяют двухтрансформаторные подстанции. Расчёт нагрузки подстанции производим по следующей формуле 6:

где  n – количество трансформаторов на подстанции;

- коэффициент загрузки трансформаторов;

- максимальная нагрузка подстанции.

Вычислим нагрузку каждой подстанции.

=

1= МВа;

2= МВа;

3= = 52 МВа;

4= МВа.

Количество трансформаторов  на подстанции равно двум.

Коэффициент нагрузки принимаем  равным 0,7, который обеспечивает резервирование по низкой стороне для нагрузки первой и второй категории надежности.

1 МВа;

2 =42 МВа;

3 МВа;

4 МВа.

Проверим трансформаторы по условию перегрузки в аварийном  режиме.

1 МВа;

2 МВа;

3 МВа;

4 МВа.

Из номинального ряда выбираем трансформаторы:

Для первой подстанции выбираем трансформаторы типа

ТРДЦН-63000/110

Для второй подстанции выбираем трансформаторы типа

ТРДЦН-63000/110

Для третьей подстанции выбираем трансформаторы типа

ТРДЦН-63000/110

Для четвёртой подстанции выбираем трансформаторы типа

ТРДЦН-63000/110

2 вариант

Расчёт нагрузки подстанции производим по следующей формуле 6:

где  n – количество трансформаторов на подстанции;

- коэффициент загрузки трансформаторов;

- максимальная нагрузка подстанции.

Вычислим нагрузку каждой подстанции.

=

1= МВа;

2= МВа;

3= = 52 МВа;

4= МВа.

Количество трансформаторов  на подстанции равно двум.

Коэффициент нагрузки принимаем  равным 0,7, который обеспечивает резервирование по низкой стороне для нагрузки первой и второй категории надежности.

1 МВа;

2 =42 МВа;

3 МВа;

4 МВа.

Проверим трансформаторы по условию перегрузки в аварийном  режиме.

1 МВа;

2 МВа;

3 МВа;

4 МВа.

Из номинального ряда выбираем трансформаторы:

Для первой подстанции выбираем трансформаторы типа

ТРДЦН-63000/110

Для второй подстанции выбираем трансформаторы типа

ТРДЦН-63000/110

Для третьей подстанции выбираем трансформаторы типа

ТРДЦН-63000/110

Для четвёртой подстанции выбираем трансформаторы типа

ТРДЦН-63000/110

 

6. Выбор схем подстанции.

 

1 вариант

Осуществим выбор схем подстанций для варианта сети №1.

Подстанции 1 и 4 являются проходными подстанциями, для них принимаем схему 5Н «мостик с выключателем в перемычке и выключателями в цепях  трансформаторов».

Подстанции 2 и 3 являются узловыми, для них принимаем схему 6Н «сдвоенный мостик с выключателями  в цепях трансформаторов»

 

 

2 вариант

Осуществим выбор схем подстанций для варианта сети №2.

Подстанции 1,2,3 и 4 являются узловыми и для них  принимаем  схему 6Н «сдвоенный мостик с выключателями  в цепях трансформаторов»

 

 

7. Технико-экономический  расчёт.

В условиях рыночных отношений между производителями и потребителями электрической энергии выбор варианта развития электрической сети должен учитывать множество факторов, среди которых необходимо назвать следующие:

1) срок строительства  электрической сети;

2) начальные капитальные затраты на её сооружение;

3) темпы инфляции и  рост стоимости затрат за время  сооружения;

4) учетную ставку банка  за выданную ссуду на сооружение  сети;

5) тариф на электроэнергию  и его изменение;

6) эксплуатационные расходы  за весь срок службы.

Однако при упрощенных расчетах экономическим критерием, по которому определяют наиболее выгодный вариант сети, может являться минимум приведённых затрат, вычисляемый по формуле:

З=Ен*К+И

где К – капитальные  вложения;

Eн – нормативный коэффициент (для вновь проектируемых сетей Eн=0,15); И– издержки за весь срок службы электрической сети.

Издержки без учета  стоимости потерь электроэнергии и ущерба можно определить как сумму амортизационных расходов Иа и эксплуатационных расходов Иэ

И=Иа+Иэ

Амортизационные расходы

Иа =kа·К

где kа – коэффициент амортизации для линий и подстанций [2, табл. 6.1].

Эксплуатационные расходы

Иэ =kэ·К

где kэ – коэффициент эксплуатационных затрат [2, табл. 6.2].

Технико-экономический  расчёт проводится для всех вариантов сети. Наиболее выгодный вариант определяется по критерию минимума приведённых затрат З. В случае если разница показателей З вариантов не превышает 5%, выбор осуществляется исходя из других соображений (экологичность, эстетичность и т.п.).

Выбор оптимального варианта  электрической системы сети

Экономическим критерием, по которому определяется наивыгоднейший вариант, является минимум приведённых  затрат которые вычисляются по формуле:

З=Ен*К+И

где     К – капитальные вложения;

Eн – нормативный коэффициент (для вновь проектируемых сетей Eн=0,15);

И– издержки за весь срок службы электрической сети.

К= Кл+ Ктр+ Кору+ Кпост

Где Кл – единовременное вложение в линию

Ктр – единовременное вложение в трансформатор

Кору – единовременное капиталовложение в распределительное устройство

Кпост – постоянная часть затрат.

Найдём единовременное капиталовложение в линию для  первого варианта схемы Кл

Участок	Марка провода	Стоимость ВЛ,тыс.руб./км	Длина линии/км	Сумма,тыс.руб.
А-2	2АС240/2	1795	21	37695
2-1	АС185/4	1170	21	24570
В-3	2АС240/2	1795	21	37695
3-1	АС185/4	1170	27	31590
В-4	АС240/2	1170	30	35100
А-4	АС185/4	1170	35	40950
ИТОГО				207600

 

Найдём единовременное капиталовложение в линию для  второго варианта схемы Кл

Участок	Марка провода	Стоимость ВЛ,тыс.руб./км	Длина линии/км	Сумма,тыс.руб.
А-2	2АС150/9	1590	25	39750
В-4	2АС240/9	1795	30	53850
4-2	АС240/2	1170	37	43290
В-3	2АС240/9	1795	21	37695
3-1	2АС240/2	1795	27	48465
1-2	АС70/4	1050	21	22050
ИТОГО				245100

 

Найдём капиталовложения в трансформаторах Кр

Мощность, МВА	Стоимость, тыс.руб.	Количество трансформаторов	Сумма, тыс.руб.
63	10975	2	21950
63	10975	2	21950
63	10975	2	21950
63	10975	2	21950
ИТОГО			87800

 

Найдём капиталовложения в распределительное устройство Кору

Для первого варианта схема электрической системы  капиталовложения в распределительное  устройство для подстанций 1 и 4 = 30000 тыс.руб.*2=60000 тыс.руб., а для подстанции 2 и 3 = 45000 тыс.руб.*2=90000 тыс.руб.

Суммарное капиталовложение в распределительное устройство для  первого варианта  составляет 150000 тыс.руб.

Для второго  варианта схемы электрической схемы

Для подстанций 1, 2, 3  и 4 =45000 тыс.руб *4= 180000 тыс.руб.

Суммарное капиталовложение в распределительное устройство для  второго варианта составляет 180000 тыс.руб.

Найдём постоянную часть  затрат по подстанциям Кпост

Для первого варианта схемы электрической системы

Для подстанции 1 и 4  = 10750 тыс.руб *2=21500 тыс.руб.

Для подстанции 2 и 3 = 9000тыс.руб*2 =18000 тыс.руб

Суммарная постоянная часть  затрат для первого варианта схемы  электрической  системы составляет 39500 тыс,руб.

Для второго варианта схемы  электрической системы

Для подстанций 1, 2, 3, и 4 = 10750 тыс.руб.*4= 43000 тыс.руб.

Суммарная постоянная часть  затрат для второго варианта  схемы электрической системы  составляет 43000 тыс.руб.

Капиталовложения для  первого варианта составляет:

К= Кл+ Ктр+ Кору+ Кпост = 207600+87800+150000+39500=484900 тыс.руб.

Капиталовложения для  второго варианта составляет:

К= Кл+ Ктр+ Кору+ Кпост = 245100+87800+180000+43000=555900 тыс.руб.

Найдём издержки

И=Иа+Иэ

Где Иа- полные годовые отчисления на амортизацию и обслуживание  сети

Иэ – стоимость потерянной за год электроэнергии

Амортизационные расходы

Иа =kа·К

Найдём полные годовые отчисления на амортизацию и обслуживание сети для первого варианта схемы

Kа=0,067

Иа= 0,067*484900 тыс.руб.=32488,3 тыс.руб.

Найдём полные годовые  отчисления на амортизацию и обслуживание сети для второго варианта схемы 

Kа=0,067

Иа= 0,067*555900 тыс.руб.=37245,3 тыс.руб.

Необходимы  издержки на эксплуатацию кабельных линий  и подстанций  первого варианта

kэ=0,04

Иэ =kэ·К=0,04* 484900 тыс.руб.=19396 тыс.руб.

Необходимы  издержки на эксплуатацию кабельных линий  и подстанций  второго варианта

kэ=0,04

Иэ =kэ·К=0,04*555900 тыс.руб.= 22236 тыс.руб.

Найдём издержки для  первого варианта

И=Иа+Иэ = 32488,3 тыс.руб.+ 19396 тыс.руб.=51884,3 тыс.руб.

Найдём издержки для  второго варианта

И=Иа+Иэ =37245,3 тыс.руб.+22236 тыс.руб.=59481,3 тыс.руб.

Находим затраты для первого варианта

З=Ен*К+И= 0,15*484900 тыс.руб.+51884,3 тыс.руб =124619,3 тыс.руб.

Находим затраты для  второго варианта

З=Ен*К+И= 0,15*555900 тыс.руб +59481,3 тыс.руб.= 142866,3 тыс.руб.