Технико-экономические основы выбора системы электроснабжения

Критерием выбора лучшего варианта системы электроснабжения является минимум суммарных приведенных затрат, которые определяются по формуле:

, (3.12)

где K - капитальные вложения в i -ый элемент схемы электроснабжения в год t (тыс. р.) приведены в табл. П14, П15, П16, П17 для подстанций и в табл. П10 - для ВЛ-(35-110) кВ. Капитальные вложения в масляные выключатели 110 кВ составляют 37 тыс. р. в ценах 1991 года и приведены в табл. 22;

Е - коэффициент сравнительной эффективности, равный 0,1;

= 1/ (Е +1) — коэффициент приведения к первому году;

Т - срок суммирования;

n - количество элементов схемы;

m - число видов издержек;

U - издержки производства, равные

(3.13)

где U - амортизационные отчисления, зависящие от коэффициента амортизации U = К .

U - издержки на эксплуатацию (обслуживание), которые определяются по фактическим затратам по сетям или на основе норм обслуживания на одного электромонтера или мастера-диспетчера районных подстанций.

, (3.14)

где N - - число условных единиц на обслуживание данного вида оборудования (табл. П20). На одного электромонтера принимается нагрузка (50 - 70) у.е.

В табл. П19 передаточных устройств утверждены нормы для ВЛ-

(0,4-330) кВ и кабельных линий электропередач в зависимости от условий прокладки (в земле, воде, помещениях), а также утверждены нормы амортизации для силового электрооборудования электростанций и

ветроустановок.

Стоимость одной условной единицы в ценах 1991 года с учетом отчислений на социальные нужды для сравниваемых вариантов у = 70 р./у.е.

Издержки на потери электрической энергии определяются по потерям в линии и в трансформаторах в зависимости от стоимости потерянного кВт-ч при холостом ходе трансформатора по подстанциям 110/35/10 и 110/10 и п/ст 35/10, заданных в условиях проекта:

С_хх= 1,3 к./кВт-ч; С_кз = 2,02 к./кВт-ч (в ценах 1991 г.).

, р.

где С_х = 1,3 к./кВт-ч; С_к = 2,60 к./кВт•ч - потери в ценах 1991 г. в обмотках трансформатора и в линиях электропередач

(3.15)

З = (3.16)

Это позволяет определить те пункты, которые целесообразно объединить одной замкнутой или магистральной сетью. Остальные пункты можно рассматривать как независимые, получающие питание по радиальной схеме и другими уровнями напряжения.

При рассмотрении аварийного режима следует выбирать наиболее тяжелый случай повреждения одной из линий сети (как правило, наиболее загруженной), который приводит к наибольшему снижению напряжения в электрически наиболее удаленных точках.

Для практического выбора схемы электроснабжения достаточно составить 2-3 варианта. При этом целесообразно рассмотреть сначала радиальные или радиально-магистральные двухцепные, а потом уже замкнутые сети.

Это справедливо для тех частей схемы сети, которые одинаковы для рассматриваемых вариантов, например, одинаковое число цепей, отходящих от подстанций, номинальные напряжения подстанций, применение упрощенных схем на подстанциях с применением отделителей и короткозамыкателей на стороне 110,35 кВ и т.п.

Непрямолинейность трасс линий сети следует учитывать путем увеличения расстояний (с учетом масштаба) на 10 - 15 %.

Для отработанных вариантов проводятся электрические расчеты, сопоставление по протяженности ВЛ-110 кВ и ВЛ-35 кВ, количеству устанавливаемых выключателей (масляных и воздушных), а затем выполняется технико-экономический расчет двух вариантов по минимуму приведенных затрат для выбора экономически целесообразного варианта.

Выбор наиболее целесообразного варианта по сечению проводов для линий: тип линии (одноцепная, двухцепная) в зависимости от выбранного напряжения, количество выключателей для ВЛ-35 кВ и ВЛ-110 кВ и потери напряжения в нормальном и аварийном режиме заносятся в таблицы.

Таблица П21. Выбор сечений проводов и расчет потерь напряжений, ВЛ

ВЛ до пункта	и_н, кВ	Марка и сечение провода	, Ом/км	, Ом/км	Длина ВЛ, км	Нормальный режим U, %	Аварийный режим U, %
А		АС-70
Б	ПО	АС-185
В	по	АС-150
Г	по	АС-185
Д		АС-50

Так как в условии задания на проектирование даны потребители I, II, III категорий большая протяженность сетей (до 100 км) и различные группы потребителей: промышленные, сельскохозяйственные, коммунально-бытовые, то целесообразно рассматривать варианты строительства разомкнуто-резервируемой сети в виде двух параллельных или двухцепных линий.

При выходе из строя одной цепи вторая остается в работе, и потребители I, а в большинстве случаев и II категории продолжают снабжаться электроэнергией.

Необходимо рассмотреть 2-3 варианта с радиальной схемой и двумя возможными уровнями напряжения 35 и 110 кВ с применением ответвительных и тупиковых

(концевых) подстанций. Ответвительные подстанции подключаются к ВЛ с помощью ответвления от линий без коммутационной аппаратуры.

Необходимо также рассмотреть варианты построения замкнутой простой электрической сети с одним контуром. Каждый потребитель такого контура получает питание не менее, чем по двум воздушным одноцепным линиям с установкой масляных или воздушных выключателей на самой удаленной подстанции для раздельной работы в нормальном режиме воздушных линий как радиально-магистральных.

Схемы распределительных устройств на стороне ПО и 35 кВ принимаем простейшими: два блока с отделителями, короткозамыкателями и неавтоматической перемычкой со стороны линий для тупиковых ответвленных подстанций с двумя присоединенными линиями и установкой масляных выключателей в центре питания

типа ВМТ-110Б-40/2000 на каждую линию (двухцепную или одноцепную) или воздушных выключателей серии ВВУ-35А-40/2000ХЛ1 и для замкнутой линии (35 - 110) кВ мостик с выключателем в перемычке, отделителями и короткозамыкателями в цепях трансформаторов для самой электрически удаленной подстанции и установки выключателей с разъединителями на г. Тамбов (ПС № 4).

Рис. 3.4. Схемы распределительных устройств на стороне 110 и 35 кВ

Для центра питания ПС № 4 принимаем двойную систему секционированных шин по схеме рис. 5.

Количество отходящих линий Л1-Л6 будет зависеть от схемы электрической сети (радиальной, радиально-магистральной, простой замкнутой), что необходимо учитывать при анализе предлагаемой схемы сети.

Для определения экономической целесообразности выбранных вариантов необходимо учитывать техническую и стоимостную характеристики масляных и воздушных выключателей, а также разъединителей с заземляющими ножами (табл. П22).

Для замкнутой сети, когда заданы активные мощности нагрузок и длины участков линии l _к_i неизвестны сечения линий F_Kj и их сопротивления.