Анализ и обоснование схем электрической сети

На первом эт Анализ и обоснование схем электрической сети - student2.ru апе сравнение производим по упрощенным показателям, анализируя длины трасс. Суммарный момент активной мощности, определяемый по формуле:

Анализ и обоснование схем электрической сети - student2.ru

где P1, P2, и т.д. – мощности, передаваемые по линии, МВ∙А;

l – длина участка сети, км.

В качестве примера рассчитаем суммарный момент активной мощности для участка сети ИП–а варианта 1:

Анализ и обоснование схем электрической сети - student2.ru

Аналогичным образом рассчитываем суммарный момент активной мощности для каждой подстанции всех вариантов.

Длины трасс и цепей находим, используя рисунки вариантов электрификации района. Для участка сети ИП–а варианта 1:

Анализ и обоснование схем электрической сети - student2.ru Анализ и обоснование схем электрической сети - student2.ru

Таким образом рассчитываем выше указанные параметры для всех вариантов, и заносим результаты в таблицу 5.

Таблица 5 – Упрощенные показатели рассматриваемых схем

Вариант Подстанция Длина трассы, км Длина цепей, км Суммарный момент мощности (ΣPL), МВт·км Примечание
ИП - а
а - б
б - в
б - г
г - д
ИП - б
б - а
б - г
г - в
г - д
ИП - б
б - а
б - в
в - г
г - д
ИП - а
а - б
б - в
б - г
г - д
ИП - б
б - а
б - г
г - в
г - д

Согласно расчета, получаем, что варианты схем 3, 4, 5 однотипны и практически в равной степени удовлетворяют таким показателям как, надежность, гибкость, удобство перспективного раз Анализ и обоснование схем электрической сети - student2.ru вития и эксплуатация сети, качество электроэнергии, то для дальнейшего технико-экономического расчета и сравнения выбираем варианты 3, 4 и 5, как наиболее выгодные по показателям таблицы 5.

5 Технико–экономическое сравнение вариантов

Сравнение рассматриваемых вариантов проводится в два этапа. На 1-ом этапе для каждого варианта определяем сечения проводов ЛЭП. На 2-ом этапе варианты сравниваются по минимуму приведенных затрат. Однако, с целью упрощения дальнейших расчетов, экономическое сравнение вариантов следует провести первым. Хотя его результаты и будут относительными, но вполне достаточными для выбора наиболее оптимального варианта.

Из отобранных по результатам предварительного анализа трех вариантов необходимо выбрать наиболее выгодный вариант. Условием оптимальности является:

Анализ и обоснование схем электрической сети - student2.ru Анализ и обоснование схем электрической сети - student2.ru ,

где З – приведенные затраты.

При сооружении всей сети в течение одного года и одинаковой степени надежности, приведенные затраты каждого варианта определяются по формуле 2-2 [5]:

Анализ и обоснование схем электрической сети - student2.ru

где К - единовременные капитальные вложения в данный вариант сети, тыс. руб.

И - ежегодные эксплутационные расходы, тыс. руб.

Рн - нормативный коэффициент, Рн=0,15.

Определяем теперь величину капитальных затрат на оборудование подстанций, используя данные о стоимости из приложений [4, с. 320], которые выписаны и сведены для наглядности в таблицы. Предварительно выбираем схемы подстанций, используемых в наших вариантах, которые представлены на рисунках 7, 8, 9, 10, 11 и 12. Окончательные варианты подстанций со всем установленным оборудованием представлены в приложениях А, Б, В, Г и Д.

Анализ и обоснование схем электрической сети - student2.ru

Рисунок 7 – Структурные схемы питания подстанций

Анализ и обоснование схем электрической сети - student2.ru

Рисунок 8 – Конфигурация сети для варианта 3

 
  Анализ и обоснование схем электрической сети - student2.ru

Анализ и обоснование схем электрической сети - student2.ru

Рисунок 9 – Конфигурации сети для варианта 4

Анализ и обоснование схем электрической сети - student2.ru

Рисунок 10 – Конфигурации сети для варианта 5

 
  Анализ и обоснование схем электрической сети - student2.ru

Анализ и обоснование схем электрической сети - student2.ru Анализ и обоснование схем электрической сети - student2.ru

Рисунок 11 – Схема подстанции с трех- Рисунок 12 – Схема подстанции с обмоточным трансформатором двухобмоточным трансформатором

Для определения величины капитальных затрат на электрооборудование подстанций необходимо его выбрать, предварительно посчитав токи на линиях.

Анализ и обоснование схем электрической сети - student2.ru .

Причем Cos φ по высокой стороне принимается от предыдущей подстанции, а на средней и низкой сторонах Cos φ формируется самой подстанцией.

Рассчитаем в качестве примера токи на подстанции Б варианта 3.

По высокой стороне: Анализ и обоснование схем электрической сети - student2.ru .

По средней обмотке: Анализ и обоснование схем электрической сети - student2.ru .

По низкой стороне: Анализ и обоснование схем электрической сети - student2.ru .

Аналогичный расчет проводится для всех оставшихся вариантов. Результаты заносятся в таблицу 6.

Таблица 6 – Передаваемые по линиям токи

 
  Анализ и обоснование схем электрической сети - student2.ru


Вариант Подстанция Конфигурация Протекающий ток, А при номинальном напряжении, кВ Шины Примечание
А I   Ток протекает по одной цепи
Б +
В  
Г +
Д  
А I  
Б +
В  
Г +
Д  
А II  
Б +
В  
Г +
Д  
А I  
Б  
В  
Г  
Д  
А II  
Б +
В  
Г  
Д  

В соответствии с приложением А подбираем оборудование подстанций.

На подстанции А будут установлены (см. таблицу 7):

Тип оборудования, установленного на подстанции Количество, шт. Стоимость в тыс. руб.
220 кВ 10 кВ
Разъединитель РНД-220Т/1500 0,780 -
Заземлитель ЗОН-220М-I 0,030 -
Отделитель ОД-220М/630 0,095 -
Короткозамыкатель КЗ-220М 0,095 -
Трансформатор напряжения НКФ-220-58 0,920 -
Разрядник РВС-220 0,300 -
Трансформатор тока ТФНД-220-I/600 1,600 -
Разъединитель РНД-220Т/800 0,640 -
Заземлитель ЗОН-220М-I 0,030 -
Секционный выключатель ВМПЭ-10-3200-31,5 - 1,000
Трансформатор тока ТПШЛ-10/2000 - 0,044
Разъединитель РВР-III-10/2000 - 0,080
Заземлитель ЗР-10УЗ - 0,020
Выключатель ВМГ-10-1000-20УЗ - 0,280
Трансформатор тока ТПОЛ-10/1000 - 0,0195
Разъединитель РВ-10/1000 - 0,036
Выключатель У-220-1000-25У1 25,000 -
Трансформатор ТДГ-30,1/230/11 45,000

Определяем стоимость оборудования для подстанции А:

Анализ и обоснование схем электрической сети - student2.ru Анализ и обоснование схем электрической сети - student2.ru

На подстанции Б будут установлены (см. таблицу 8):

Тип оборудования, установленного на подстанции Кол-во, шт. Стоимость в тыс. руб.
220 кВ 110 кВ 10 кВ
Разъединитель РНД-220Т/1500 0,780 - -
Заземлитель ЗОН-220М-I 0,030 - -
Отделитель ОД-220М/630 0,095 - -
Короткозамыкатель КЗ-220М 0,095 - -
Трансформатор напряжения НКФ-220-58 0,920 - -
Разрядник РВС-220 0,300 - -
Трансформатор тока ТФНД-220-I/600 1,600 - -
Разъединитель РНД-220Т/800 0,640 - -
Заземлитель ЗОН-220М-I 0,030 - -
Сборные шины - 51,230 -
Трансформатор тока ТФНД-110М/600 - 0,470 -
Выключатель МКП-110М-630-20 - 8,000 -
Разъединитель РОН-110Т/630 - 0,400 -
Заземлитель ЗОН-110М-I - 0,025 -
Секционный выключатель ВМПЭ-10-3200-31,5 - - 1,000
Трансформатор тока ТПШЛ-10/3000 - - 0,044
Разъединитель РВК-10/3000 - - 0,038
Заземлитель ЗР-10УЗ - - 0,020
Выключатель ВМГ-10-1000-20УЗ - - 0,280
Трансформатор тока ТПОЛ-10/1000 - - 0,0195
         
Разъединитель РВ-10/1000 - - 0,036
Заземлитель ЗР-10УЗ - - 0,020
Трансформатор 2×ТДЦТГА-180/242/121/10,5 55,000

Определяем стоимость оборудования для подстанции Б:

Анализ и обоснование схем электрической сети - student2.ru Анализ и обоснование схем электрической сети - student2.ru На подстанции В будут установлены (см. таблицу 9):

Тип оборудования, установленного на подстанции Количество, шт. Стоимость в тыс. руб.
110 кВ 35 кВ
Разъединитель РОН-110Т/630 0,400 -
Заземлитель ЗОН-110М-I/400 0,025 -
Выключатель МКП-110М-630-20 8,000 -
Трансформатор напряжения НКФ-110-57 0,440 -
Разрядник РВС-110 0,130 -
Разъединитель РОН-110/630 0,400 -
Заземлитель ЗОН-110М-I/400 0,025 -
Трансформатор тока ТФНД-110М/600 0,470 -
Выключатель С-35М-630-10У1 - 1,400
Разъединитель РВ-35/630 - 0,072
Заземлитель ЗР-35УЗ - 0,020
Трансформатор тока ТПОЛ-35/600 - 0,147
Секционный выключатель У-35-2000-40 - 3,900
Разъединитель РНД-35/2000У1 - 0,110
Заземлитель ЗР-35УЗ - 0,020
Трансформатор тока ТФНД-35М/2000 - 0,245
Трансформатор ТДЦН-63/115/38,5 91,000

Определяем стоимость оборудования для подстанции В:

Анализ и обоснование схем электрической сети - student2.ru

На подстанции Г будут установлены (см. таблицу 10):

Тип оборудования, установленного на подстанции Количество, шт. Стоимость в тыс. руб.
110 кВ 10 кВ
Разъединитель РОН-110Т/1000 0,420 -
Заземлитель ЗОН-110М-I 0,025 -
Отделитель ОД-110М/630 0,095 -
Короткозамыкатель КЗ-110М 0,095 -
Трансформатор напряжения НКФ-110-57 0,440 -
Разрядник РВС-110 0,130 -
Разъединитель РОН-110Т/630 0,400 -
Заземлитель ЗОН-110М-I 0,025 -
Трансформатор тока ТФНД-110М/600 0,470 -
Сборные шины 52,090 -
Секционный выключатель ВМПЭ-10-3200-31,5 - 1,000
Трансформатор тока ТПШЛ-10/2000 - 0,044
Разъединитель РВР-III-10/2000 - 0,080
Заземлитель ЗР-10УЗ - 0,020
       
Выключатель ВМГ-10-1000-20УЗ - 0,280
Трансформатор тока ТПОЛ-10/1000 - 0,0195
Разъединитель РВ-10/1000 - 0,036
Трансформатор ТДЦ-25/115/10,5 58,300

Определяем стоимость оборудования для подстанции Г:

Анализ и обоснование схем электрической сети - student2.ru На подстанции Д будут установлены (см. таблицу 11):

Тип оборудования, установленного на подстанции Количество, шт. Стоимость в тыс. руб.
110 кВ 35 кВ
Разъединитель РОН-110Т/630 0,400 -
Заземлитель ЗОН-110М-I/400 0,025 -
Выключатель МКП-110М-630-20 8,000 -
Трансформатор напряжения НКФ-110-57 0,440 -
Разрядник РВС-110 0,130 -
Разъединитель РОН-110/630 0,400 -
Заземлитель ЗОН-110М-I/400 0,025 -
Трансформатор тока ТФНД-110М/600 0,470 -
Выключатель МКП-35-1000-25 - 1,800
Разъединитель РВ-35/1000УЗ - 0,093
Заземлитель ЗР-35УЗ - 0,020
Трансформатор тока ТПОЛ-35/1000 - 0,150
Секционный выключатель У-35-2000-40 - 3,900
Разъединитель РНД-35/2000У1 - 0,110
Заземлитель ЗР-35УЗ - 0,020
Трансформатор тока ТФНД-35М/2000 - 0,245
Трансформатор ТДЦН-80/121/38,5 104,000

Определяем стоимость оборудования для подстанции Д:

Анализ и обоснование схем электрической сети - student2.ru

Аналогичным образом в соответствии с приложениями Б, В, Г и Д выбирается оборудование для всех подстанций.

Рассчитаем приведенные затраты для варианта 3.

Общие капитальные затраты на сооружение подстанций варианта 3 составят:

Анализ и обоснование схем электрической сети - student2.ru

Анализ и обоснование схем электрической сети - student2.ru ; Анализ и обоснование схем электрической сети - student2.ru ; Анализ и обоснование схем электрической сети - student2.ru , где Анализ и обоснование схем электрической сети - student2.ru

Анализ и обоснование схем электрической сети - student2.ru ; Анализ и обоснование схем электрической сети - student2.ru

Анализ и обоснование схем электрической сети - student2.ru Анализ и обоснование схем электрической сети - student2.ru

Аналогичным образом определяем величину капитальных затрат на оборудование подстанций, издержек и приведенных затрат вариантов 4 и 5. Результаты расчетов заносим в таблицу 12.

Таблица 12 – Затраты на установку подстанций

Вариант Подстанция Конфигурация Капитальные затраты, тыс. руб. Эксплуатационные расходы Приведенные затраты, тыс. руб. Примечание (установлены шины)
КП/СТ Σ И, % И, тыс. руб.
А Анализ и обоснование схем электрической сети - student2.ru I 153,747 975,426 29,3 285,800 432,114  
Б 197,108 +
В 211,357  
Г 174,967 +
Д 238,247  
А I 143,347 1332,426 532,970 732,834  
Б 290,198 +
В 211,357  
Г 449,277 +
Д 238,247  
А II 143,347 983,266 29,5 290,064 437,554  
Б 197,108 +
В 211,357  
Г 193,207 +
Д 238,247  
А I 143,347 1,119,655 33,6 376,204 544,152  
Б 197,618  
В 400,486  
Г 139,957  
Д 238,247  
А II 143,347 924,935 27,8 257,132 395,872  
Б 197,108 +
В 206,276  
Г 139,957  
Д 238,247  

По данным таблицы 12 можно выбрать наиболее оптимальный вариант проектируемой сети по экономическим соображениям. Останавливаем свой выбор на варианте электрификации 5.2 и дальнейшие расчеты будем вести согласно выбранной схеме.

Наши рекомендации