Расчёт приведенных народнохозяйственных затрат проводится в следующем порядке:
Определяют капиталовложения для рассматриваемого варианта развития электрических сетей, которые складываются из сооружения линий электрических передач и подстанций сети:
К = Кл + Кпс (1.4)
Капитальные затраты с достаточной точностью можно определить с помощью укрупнённых показателей стоимости отдельных элементов электрической системы для средних условий строительства:
Кл = Куд · l, (1.5)
где Куд – стоимость 1 км линии [3];
l - длина линии, км.
Затраты на сооружение подстанции включают стоимость оборудования подстанции и постоянные затраты на строительство подстанции, зависящие в основном от напряжения и общего количества выключателей.
Кпс = Кяч + Ктр + Кпост, (1.6)
где Кяч – стоимость ячеек распределительных устройств [3];
Ктр – стоимость трансформаторов [3];
Кпост – постоянная часть затрат [3],
Определяются ежегодные эксплуатационные издержки на амортизацию и обслуживание сети:
|
|
И'=Ил+Ипс=(аал+аол)·Кл /100+(аап+аоп)·Кпс /100 (1.7)
где аал – амортизационные отчисления на линии электропередачи;
аол – отчисления на обслуживание линий электропередачи;
аап – амортизационные отчисления на подстанции;
аоп – отчисления на обслуживание подстанций.
Вычисляются ежегодные затраты на возмещение потерь активной мощности и электроэнергии:
Зпот=Зэ'ΔЭ'+ Зэ''ΔЭ", (1.8)
где ΔЭ' – переменные потери электроэнергии, зависящие от нагрузки, кВт·ч;
ΔЭ" – постоянные потери электроэнергии, не зависящие от нагрузки, кВт·ч;
Зэ' – замыкающие затраты на переменные потери электрической энергии (стоимости одного кВт·ч электроэнергии), коп/кВт·ч;
Зэ'' – замыкающие затраты на постоянные потери электрической энергии (стоимости одного кВт·ч электроэнергии), коп/кВт·ч.
Переменные потери электрической энергии определяются:
ΔЭ'=τΣΔРмакс, (1.9)
где ΣΔРмакс – суммарные переменные потери, активной мощности в сети в максимальном режиме. Определяются путемсуммирования двух параметров из распечатки результатов: "Суммарные потери по воздушным линиям и трансформаторам";
τ – время максимальных потерь. Находится по эмпирической формуле:
τ = (0,124 + Тнб /10000)2·8760 (1.10)
Постоянные потери электрической энергии определяются:
ΔЭ''=Тр ΣΔРхх, (1.11)
где ΣΔРхх – суммарные потери активной мощности холостого хода трансформаторов. Вычисляются путем суммирования потерь холостого хода всех трансформаторов сети; потери на корону в линиях не учитываются;
|
|
Тр - время работы трансформаторов в году. Тр обычно принимается равным 8760 часов.
Значения Зэ' Зэ '' определяются по графическим зависимостям [3].
Вычисляются суммарные эксплуатационные издержки по сети:
И = И' + Зпот (1.12)
Приведенные затраты для различных вариантов развития определяются по выражению:
З=Ен·К+И, (1.13)
где Ен – нормативный коэффициент эффективности капитальных вложений, 1/год (Ен =0,12).
После расчёта всех необходимых параметров подстанции при проектировании для каждого варианта развития сети, необходимо произвести сравнение технико-экономических показателей вариантов развития энергосети.
Рассматриваемые в проекте варианты должны соответствовать следующим условиям сопоставимости:
• варианты электрической сети, подлежащие сопоставлению, должны соответствовать требованиям нормативных документов и руководящих указаний по проектированию;
• все рассматриваемые варианты должны обеспечивать одинаковый энергетический эффект у потребителей: полезный отпуск электроэнергии и потребляемую мощность в течение каждого года рассматриваемого периода;
• развитие сети во всех сравниваемых вариантах рассматривается за один и тот же период времени;
• сопоставляемые варианты должны соответствовать нормативным требованиям к надежности электроснабжения;
• все экономические показатели сравниваемых вариантов должны определяться в ценах одного уровня по источникам равной достоверности;
• тарифы, перспективные нагрузки потребителей, экономические нормативы необходимо задавать диапазоном возможных значений и оценивать устойчивость выбора оптимального варианта.
Существующая схема и перспективные нагрузки энергорайона
Энергосистема осуществляет централизованное энергоснабжение энергорайона одного из южных регионов РФ.
На балансе электрических сетей «В» находятся:
• 2 электростанции общей мощностью 1 250 МВт;
• 4 подстанций 220 кВ;
• 12 подстанции 110 кВ;
• ВЛ 220 кВ общей протяженностью по цепям 185,7 км;
• ВЛ 110 кВ общей протяженностью по цепям 257,4 км.
Карта-схема существующей сети с новым перспективным узлом потребления представлена в приложении А. Данные о перспективных нагрузках на конец пятого года в существующих узлах представлены в исходных данных для расчёта максимального режима электрической сети в программе RastrWin (см. приложение Б).
Варианты развития электрической сети
Рассмотрим три варианта присоединения проектируемой подстанции П25 к электрической сети для нахождения варианта с наименьшими затратами. При этом должно быть обеспечено бесперебойное снабжение потребителей, питающихся от проектированной подстанции, энергией в требуемых размерах и требуемого качества.
На основании перспективных нагрузок подстанции произведём выбор трансформаторов по (1.1).
SП25=13МВ·А; tgφ =0,4.
Sтр= (0,65÷0,7)·13/Cos(arctg0,4)=8,5÷9,1МВ·А
Выбираем два трансформатора ТДН – 10000/110. Параметры выбранных трансформаторов, взятые из справочника [3], приведены в таблице 1.1.
Таблица 1.1 – Параметры трансформаторов новой подстанции
П/с | Тип | SНОМ, МВ·А | Кол-во | UНОМ, кВ | UК, % | ΔРКЗ, кВт | ΔРХХ, кВт | IХХ, % | |
В | Н | ||||||||
П25 | ТДН-10000/110 | 10 | 2 | 115 | 11 | 10,5 | 60 | 14 | 0,7 |
Произведём расчёт параметров трансформаторов на проектируемой подстанции П25 по следующим формулам:
r = ΔРКЗ · UВном2·10-3/(n·Sном2); (1.14)
x =Uk·UВном2/(n·100·Sном); (1.15)
gТ = n·ΔPXX10-3/UВном2; (1.16)
bТ = n·ΔIXX ·Sном /(UВном2·100); (1.17)
r = 60·1152 · 10-3 = 3,97 Ом;
х = 10,5·1152(2·100·10) = 69,43 Ом;
g = 2·14·10-3/1152=2,12 мкСм;
|
|
b = 2·0,7·10/(1152·100) = 10,59 мкСм.
Далее осуществим экономическую оценку составленных вариантов, для чего выполним технико-экономический расчет каждого варианта.
Технико-экономические показатели первого варианта развития сети