Проектирование электрической сети

 

7.  Выбор трансформаторов на подстанциях

Для потребителей первой и второй категорий на подстанциях  предусматривается установка не менее двух трансформаторов. Мощность трансформаторов определяем по формуле:

Таким образом, мощность трансформатора, устанавливаемого на подстанцию, должна бать не менее  величины .

7.1. Радиальная сеть

 ПС 1:                            ;

 ПС 3:                              ;

 ПС 2:             

 ПС 4:                              .

2. Замкнутая сеть

ПС 1:                             ;

ПС 2:                              

ПС 3:                               ;

 ПС 4:                              .

Исходя из расчетов, выберем трансформаторы с  учетом класса напряжения и представим данные по трансформаторам в виде таблицы 10.

Таблица 7.1. Таблица выбранных трансформаторов

Вариант схемы сети	ПС	Тип трансформатора	S, МВА	Пределы регулирования							Pk, кВт	Px, кВт	Ix, %							Qx, кВАр
					ВН	СН	НН	ВН-СН	ВН-НН	СН-НН				ВН	СН	НН	ВН	СН	НН
Кольцевая	2	ТРДН-40000/220	40	±8×1,5%	230	---	11	12			170	50	0,9	5,6			158,7			360
	3	ТРДН-40000/220	40	±8×1,5%	230	---	11	12			170	50	0,9	5,6			158,7			360
	4	ТРДН-40000/220	40	±8×1,5%	230	---	11	12			170	50	0,9	5,6			158,7			360
	1	ТРДН-40000/220	40	±8×1,5%	230	---	11	12			170	50	0,9	5,6			158,7			360
Радиальная	2	АТДЦТН-63000/220/110	125	±6×2%	230	121	11	11	35,7	21,9	215	45	0,5	1,4	1,4	2,8	104	0	195,6	315
	3	ТРДН-25000/110	25	±9×1,78%	115	---	10,5	10,5			120	27	0,7	2,54			55,9			175
	4	ТМН-6300/110	6,3	±9×1,78%	115	---	11	10,5			44	11,5	0,8	14,7			220,4			50,4
	1	ТРДН-40000/220	40	±8×1,5%	230	---	11	12			170	50	0,9	5.6			158.7			360

8. Приближенный расчет потерь активной и реактивной мощностей

8.1. Радиальная схема

Потери  мощности  в трансформаторах:

 ПС 1:

;

 ПС 2:

;

;

;

ПС 3:

;

 ПС 4:

;

Суммарные потери в трансформаторах  радиальной сети:

Потери  мощности в ВЛЭП:

ВЛЭП 0-2:

;

ВЛЭП 2-1:

;

ВЛЭП 2-3:

;

ВЛЭП 2-4:

.

Суммарные потери в ВЛЭП радиальной сети:

8.2. Кольцевая схема

 ПС 1:

;

 ПС 2:

;

 ПС3:

;

 ПС 4:

.

;

Суммарные потери в трансформаторах  замкнутой сети:

Потери  мощности в ВЛЭП:

ВЛЭП 0-2:

;

ВЛЭП 2-3:

;

ВЛЭП 2-1:

;

ВЛЭП 1-4:

;

ВЛЭП 4-3:

.

Суммарные потери в ЛЭП замкнутой  сети:

9. Составление балансов активной и реактивной мощностей

9.1. Радиальная схема

Баланс активной мощности:

Баланс реактивной мощности:

Устанавливаем  4 конденсаторные батареи КС2-1,05-60, [1,табл. 5.41.] на ПС 2 и ПС 1.

9.2 .Кольцевая схема

Баланс активной мощности:

Баланс реактивной мощности:

Устанавливаем  7 конденсаторных батарей КС2-1,05-60, [1,табл. 5.41.] на ПС 2 и ПС 1.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10. Составление полных схем электрических соединений

10.1.Радиальная схема

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10.2. Кольцевая сеть

Рисунок 8. Полная схема электрических соединений кольцевой сети

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

11. Технико – экономическое сравнение вариантов сети

Основные  технико - экономические показатели:

Капиталовложения (К) - это денежные средства для сооружения новых и реконструкции существующих электросетей, расходуемые на приобретение и доставку оборудования, производство строительно-монтажных работ;

Издержки  эксплуатации (И) - расходы на проведение профилактических осмотров, испытаний и ремонтов, а так же на выплату процентов по кредитам и т.п.

Капитальные вложения на строительство ВЛЭП определяются по формуле:

,

где

 – базовый показатель стоимости  сооружения 1 км ВЛЭП;

 – длина линии;   

 – зональный коэффициент (принимаем =1,2 для Сибири);

 – коэффициент усложнения (принимаем  =1).

-коэффициент индексации, =33,56.

Таблица 11.1. Капитальные вложения, ВЛЭП

Конфигурация сети	№ ЛЭП	Марка провода				Тип опор	Стоимость, тыс. руб.		Итого, тыс. руб.
							1 км	ЛЭП
Радиальная	0-2	АС-240/32	100	220	2	сталь	88	354394	1069625
	2-3	АС-150/24	54	110	2		64	139180
	2-4	АС-70/11	86	110	2		64	221657
	2-1	АС-120/19	78	220	2		88	354394
Кольцевая	0-2	АС-240/32	100	220	2	сталь	88	354394	850947
	2-3	АС-240/32	54	220	1	ж/б	45	97861
	4-3	АС-240/32	100	220	1		45	181224
	1-4	АС-240/32	42	220	1		45	76114
	2-1	АС-240/32	78	220	1		45	141354

 

 

Капитальные вложения на сооружение подстанций складываются из:

- стоимости  ячейки трансформатора,

- стоимости  распределительного устройства  ВН,

- стоимости  компенсирующих устройств, 

- постоянной  части затрат по подстанциям  с открытой установкой оборудования.

Базовые показатели стоимости затрат берем из таблиц [1]:

трансформаторы – 7.17;

ОРУ – 7.15;

конденсаторные батареи – 7.23;

постоянная часть затрат – 7.28.

 

 

 

 

 

Таблица 11.2. Капитальные вложения, ПС

Конфигурация	№ПС	Наименование оборудования	Число, шт	Стоимость, тыс. руб.		Всего, тыс. руб.
				1 шт.	всех
Кольцевая	ПС-1:	2×ТРДН-40000/220-5Н	2	400	800	2025
		ОРУ - 5Н (5АН)-220	1	480	480
		2×КС2-1,05-60 (3,8)	3	45	135
		Постоянная часть затрат	-	-	610
	ПС-3:	2×ТРДН-40000/220-НН	2	400	800	1890
		ОРУ-220 кВ по схеме 5Н	1	480	480
		Постоянная часть затрат	-	-	610
	ПС-2:	2×ТРДН-40000/220-НН	2	400	800	4571
		ОРУ 220 с элегаз. выкл по схеме 7	4	600	2400
		ОРУ-220 кВ по схеме 4Н	1	411	411
		2ХКС2-1,05-60 (3,8)	4	45	180
		Постоянная часть затрат	-	-	780
	ПС-4:	ТРДН-40000/220	2	400	800	1890
		ОРУ-220 кВ по схеме 5Н	1	480	480
		Постоянная часть затрат	-	-	610
	Итого					417862,3

 

Примечание: Для распределительных устройства в графе число указано количество ячеек выключателей. На всех ОРУ установлены элегазовые выключатели.

Определение эксплуатационных расходов

Расчет проведем для кольцевой сети.

Ежегодные эксплуатационные издержки состоят:

-  ремонта и обслуживания  ЛЭП и подстанций,

-  возмещения потерь электроэнергии.

Экономическим критерием, по которому определяют наиболее выгодный вариант является минимум  приведенных затрат, руб/год, вычисленный  по формуле:

,

где

 - нормативный коэффициент окупаемости ( ).

k – единовременное капитальное вложение в сооружаемые объекты

И – ежегодные эксплуатационные издержки

,

где  

,

где   

, 

 

Таблица 11.3. Стоимость потерь в линиях

Кольцевая сеть
№					Стоимость потерь, тыс. руб.
0-2	4771	3165	1,32	4177800	3968,91
2-3	7800	7159	0,19	1360210	1292,1995
4-3	7800	7159	0,37	2648830	2516,3885
1-4	7194	6231	0,002	12462	11,8389
2-1	5270	3712	0,04	148480	141,056
итого					7930,3929

Пример расчета:

Таблица 11.4. Стоимость потерь в трансформаторах (кольцевая схема)

ПС			Потери в  магнито-проводе (ХХ), МВт	Потери W в магнито-проводе, МВт·ч	Потери в обмотках, МВт	Потери W в обмотках, МВт·ч	Потери W суммарные, МВт·ч	Стоим пот, тыс. руб
1	4000	2405	0,1	876,0	0,232	520,93	1396,93	1328,178
2	2800	1430	0,1	876,0	0,043	61,49	937,49	890,711
3	7800	7159	0,1	876,0	0,05	390	1266	1202,795
4	5300	3748	0,1	876,0	0,0056	29,68	905,68	860,491
ИТОГО по ПС								4282,175