Проектирование питающих электрических сетей энергосистем

 

Суммарные годовые потери энергии  в сети равны:

.

 

8. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ

Расчет приведенных  затрат в кольцевой сети.

Выберем открытые распределительные  устройства (ОРУ). Все подстанции в  кольцевой сети являются проходными, поэтому выбираем для всех подстанций схему ОРУ «Мостик с выключателем в цепях линий и ремонтной  перемычкой со стороны линий» напряжением 220 кВ. Стоимость трансформаторов и постоянная часть затрат на одной подстанции 

.

Зональные коэффициенты для Сибири равны  . Тогда суммарные капитальные вложения в строительство подстанций составят:

 

 

 

 

 

 

Выбираем для всех линий сети стальные свободностоящие опоры.

Выбираем для всех линий сети стальные свободностоящие опоры. Стоимость  линий АС-240 напряжением 220 кВ в источнике [4] отсутствует. Поэтому определим  ее методом экстраполяции по данным табл. 7.5 [4]. Согласно этой таблице, стоимость  сооружения 1 км двухцепной линии на стальных свободностоящих опорах составит для сечения 300мм² К_л300=2195 тыс. руб/км, а для сечения 400 мм² К_л400 = 2420 тыс. руб/км. Тогда искомая стоимость строительства линий АС-240:

 

 

Суммарные капиталовложения в строительство  линий равны:

 

 

Общие капиталовложения составят:

 

Ежегодные отчисления на ремонт и  обслуживание линий и подстанций равны а_л% = 0,8 %, а_пс% = 4,9 % [4]. Тогда издержки на эксплуатацию линий и подстанций:

 

 

Стоимость годовых потерь энергии  и суммарные издержки:

 

 

Приведенные затраты на строительство  и эксплуатацию сети:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Расчет приведенных  затрат в разомкнутой сети.

Согласно [4], подстанции № 1 в разомкнутой  сети является ответвительной, а подстанция № 2 – тупиковой. Выбираем для тех и других подстанций схему ОРУ «Два блока с выключателями и неавтоматической перемычкой со стороны линий» напряжением 220 кВ и стоимостью

Стоимость трансформаторов:

ТРДН-40000/220

ТРДН-40000/220

ТРДН-40000/220

И постоянная часть затрат будут такими же как и в первом варианте.

Подстанция №4 – проходная, для  нее выбираем схему ОРУ «Мостик  с выключателем в цепях линий  и ремонтной перемычкой со стороны линий» напряжением 240кВ и стоимостью Постоянная затрат.

Тогда суммарные капитальные вложения в строительство подстанций составят:

 

 

Выбираем для всех линий сети стальные свободностоящие опоры. Стоимость линий АС-240 напряжением 220 кВ в источнике [4] отсутствует. Поэтому определим ее методом экстраполяции по данным табл. 7.5 [4]. Согласно этой таблице, стоимость сооружения 1 км двухцепной линии на стальных свободностоящих опорах составит для сечения 300мм² К_л300=2195 тыс. руб/км, а для сечения 400 мм² К_л400 = 2420 тыс. руб/км. Тогда искомая стоимость строительства линий АС-240:

 

 

 

. Суммарные капиталовложения в  строительство линий равны:

 

 

Общие капиталовложения составят:

 

Ежегодные отчисления на ремонт и  обслуживание линий и подстанций равны а_л% = 0,8 %, а_пс% = 4,9 % [4]. Тогда издержки на эксплуатацию линий и подстанций:

 

 

Стоимость годовых потерь энергии  и суммарные издержки:

 

 

Приведенные затраты на строительство  и эксплуатацию сети:

 

Затраты в кольцевой сети получились меньше, чем в разомкнутой (разница в 15%), то в качестве окончательного варианта выбираем замкнутую сеть. Параметры сети приведены в таблице 8.1, а схема с открытыми распределительными устройствами – на рис. 8.1.

Примечания к рис. 8.1:

1. Трансформаторы с расщепленной  обмоткой изображены как двухобмоточные  трансформаторы;

2. Распределительное устройство  источника питания показано упрощенно.

 

Таблица 8.1. Параметры окончательного варианта сети

Номер линии или подстанции	1	2	3	4	5
Марка провода линии	АС-240/32	АС-240/32	АС-240/32	АС-240/32	АС-240/32
Количество цепей линии	1	1	1	1	1
Длина линии, км	35,36	15	35	29,15	22,36
Тип трансформатора	ТРДН-40000/220	ТРДН-40000/220	_	ТРДН-40000/220	_
Количество трансформаторов	2	2	_	2	_
Напряжение сети, кВ	220

 

            Обозначения на рисунке: РЭС  – источник неограниченной мощности; Л – линия электропередач; П/С – трансформаторная подстанция; ИСТ. ОГР. МОЩН. – источник ограниченной мощности.

Рис. 8.1. Схема сети с открытыми распределительными устройствами

9. ТОЧНЫЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ 

Режим максимальных нагрузок.

На предыдущем этапе в качестве окончательного варианта была выбрана  разомкнутая сеть. Полная схема замещения этой сети представлена на рис. 9.1, а схема замещения с расчетными нагрузками – на рис. 9.2.

 

Рис. 9.1. Полная схема замещения замкнутой сети

 

Рис. 9.2. Схема замещения замкнутой сети с расчетными нагрузками подстанций

Сопротивления линий, по данным таблицы 5.6, составляют

;;

 

Сопротивления и условно-постоянные потери трансформаторов подстанций определены на этапе 7 и составляют        

 Зарядные мощности линий определим через емкостные проводимости, значения которых приведены в таблице 7.1:

 

 

 

 

 

Определим номинальные коэффициенты трансформации:

.

Определим расчетные нагрузки подстанций.

Подстанция №1. Нагрузочные потери мощности вычислены в главе 7. Тогда

 

.

Подстанция №2. Нагрузочные потери мощности вычислены в главе 7. Тогда

.

.

Подстанция №3. Нагрузочные потери мощности вычислены в главе 7. Тогда

.

Подстанция №4. Нагрузочные потери мощности вычислены в главе 7. Тогда

.

.

Вычисление расчетных нагрузок сведем в таблицу 9.1.

Таблица 9.1. Определение расчетных  нагрузок подстанций

№ подстанции			МВА	МВА
1	0,1	0,72
2	0,1	0.72
3	–	–	–
4	0,1	0.72

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Определим мощности на остальных участках сети:

                 узел 1:

                 узел 2:

                 узел 3:

                 узел 4:

 

Рис. 9.3 Схема замещения замкнутой  сети с расчетными нагрузками подстанций и потокораспределением

Произведём расчёт потокораспределения  с учётом потерь мощности (рис. 9.3.).

 

 

==47.9+j30.74

 

; =8.982

 

 

 

 

 

 

 

 

 

;

 

 

 

Суммарная мощность, потребляемая от источника питания:

 

Рассчитаем напряжения в узлах  сети на основе рис. 9.1. Согласно исходным данным, напряжение на шинах РЭС в нормальном режиме максимальных нагрузок равно , то есть

Расчет начнем с линии Л1. Продольная и поперечная составляющие падения  напряжения в этой линии равны:

 

 

 

Тогда напряжение равно:

 

Расчет начнем с линии Л3. Продольная и поперечная составляющие падения напряжения в этой линии равны:

 

 

Тогда напряжение равно:

 

Расчет начнем с линии Л4. Продольная и поперечная составляющие падения  напряжения в этой линии равны:

 

 

Тогда напряжение равно:

 

Расчет начнем с линии Л2. Продольная и поперечная составляющие падения  напряжения в этой линии равны:

 

 

Тогда напряжение равно:

 

 

Расчет напряжений для остальных  линий сведем в таблицу 9.2.

 

Таблица 9.2. Расчет напряжений в линиях электропередач

№ линии	Мощность, по которой  определяются потери напряжения	Напряжение  в начале линии			Напряжение  в конце  линии
1
2
3
4

 

Продольная и поперечная составляющие падения напряжения в трансформаторах  подстанции №1 равны:

 

 

Тогда получим:

 

 

Продольная и поперечная составляющие падения напряжения в трансформаторах  подстанции №2 равны:

 

 

Тогда получим:

 

 

 

Продольная и поперечная составляющие падения напряжения в трансформаторах  подстанции №4 равны:

 

 

Тогда получим:

 

 

Расчет напряжений для остальных  подстанций сведем в таблицу 9.3.

 

 

Таблица 9.3. Расчет напряжений на подстанциях

№ подстанции	МВА
1
2
3	–
4

 

Допустимый диапазон напряжений на стороне низкого напряжения подстанций составляет (1,05 ÷ 1,1)U_н,ном = (1,05 ÷ 1,1)∙10 = 10,5 ÷ 11 кВ. Из таблицы 9.3 видно, что все напряжения попадают в данный диапазон

 

10. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ СПРОЕКТИРОВАННОЙ СЕТИ

Потери активной мощности в элементах  сети определены на стадии точного  электрического расчета. Для наглядности сведем эти потери в таблицу 10.1.

Таблица 10.1. Потери активной мощности в элементах сети

№ линии или подстанции	1	2	3	4	5
	0,227	0,165	_	0,129	_
	0,1	0,1	_	0,1	_

 

Суммарные потери активной мощности:

 

Прежде, чем рассчитывать издержки, необходимо определить потери электроэнергии. Эти потери определяются по тем же формулам, что и в разделе 7, с  учетом изменившихся потерь активной мощности. Результаты расчета приведены в таблице 10.2.

Таблица 10.2. Потери энергии в элементах спроектированной сети

Номер линии или подстанции	1	2	3	4	5
	564,8	1,765		64,82	434,4
	446,7	259,9	_	523,3	_
	876	876	_	876	_