2 Составление главных схем электрических соединений

Схема присоединения подходящих линий к шинам ПС и коммутационным аппаратам на высоком напряжении называется главной схемой электрических соединений.

Условия составления главных схем электрических соединений:

1. Надежность питания присоединенных потребителей в нормальном, ремонтном и послеаварийном режимах.

2. Надежность транзита мощности через ПС в нормальном, ремонтном и послеаварийном режимах.

3. Простота, наглядность, экономичность, возможность восстановления питания в послеаварийных ситуациях посредством автоматики.

Схемы соединения и типы РУ и ОРУ взяты из ниже

Рисунок 8 Главная схема электрических соединений радиальной сети

Рисунок 9 Главная схема электрических соединений кольцевой сети

2.1 Технико-экономическое сравнение вариантов сети

При экономическом сравнении вариантов вводятся следующие допущения:

• Варианты признаются равноценными по надежности, если при отключении одной цепи двухцепной ЛЭП или одной линии в замкнутой сети, питание потребителей сохраняется по другой линии или цепи;

• Капиталовложения в сеть принимаются единовременными (срок строительства 1 год), а эксплуатационные расходы - постоянными по времени.

В этом случае критерием экономической целесообразности является минимум приведённых затрат, определяемых по формуле:

,

где E_н≈0,12 - нормативный коэффициент сравнительной эффективности капиталовложений;

К – капиталовложения в сеть, включающие в себя, стоимость сооружения подстанций и сетей:

;

И – ежегодные издержки эксплуатации.

2.2 Капиталовложения на строительство влэп

,

где k₀ – базисный показатель стоимости сооружения 1 км линии [1, табл. №7.4], примем I-II район по гололеду.

k_зон – зональный повышающий коэффициент к базисной стоимости электросетевых объектов [1, табл. №7.4], для Западной Сибири примем k_зон=1,3,

k_{усл –} коэффициент усложнения условий строительства ВЛ [1, табл. №7.4], примем k_усл=1,06.

.

Пример расчёта для ВЛЭП 0-2

тыс. руб.

Расчет капитальных вложений для остальных ВЛЭП проводим аналогичным образом. Результаты расчетов сводим в таблицу 14.

Таблица 8 – Расчет капиталовложений ВЛЭП

Схема	Участок		,кВ	Марка провода	, км		тыс. руб	Коэф. Пересч. на 2005г	тыс. руб
Радиальная	02	2	220	АС 300/39	57,2	2195	173013,412	2,664	1329642,48
	23	1	110	АС 95/16	28,6	1590	62663,172
	31	2	220	АС 240/32	67,1	2195	202958,041
	24	1	110	АС 70/11	41,8	1050	60480,42
Кольцевая	02	2	220	АС 300/39	57,2	2195	173013,412	2,664	1518867,434
	31	2	220	АС 240/32	67,1	2195	202958,041
	23	1	110	АС 120/19	28,6	1050	41381,34
	24	1	110	АС 70/11	41,8	1050	60480,42
	34	1	110	АС 70/11	63,8	1050	92312,22

Примечание. Суммарные капиталовложения ВЛЭП умножаются на коэффициент пересчета [1, табл. 7.1].

Капитальные вложения на сооружение подстанций складываются из:

1. стоимости ячейки трансформатора [1, табл. 7.20],

2. стоимости распределительного устройства ВН [1, табл. 7.18-7.19],

3. стоимости распределительного устройства СН при его наличии [1, табл. 7.18-7.19],

4. стоимости компенсирующих устройств [1, табл. 7.27],

5. постоянной части затрат по подстанциям с открытой установкой оборудования [1, табл. 7.30].

Результаты расчётов по данному виду капитальных вложений заключим в таблицу 6.

Таблица 9 – Капиталовложения подстанций радиальной сети

Схема	ПС	Оборудование	Кол-во	Стоимость тыс.руб.	тыс.руб	тыс.руб	тыс.руб
Радиальная Радиальная	1	1)Трансформатор ТРДЦН – 100000/220 2)РУ ВН (5Н) 3)РУ СН 4)КУ КБ (6,5) 5)Постоянная часть затрат	2 1 - 4	15875 48000 - 2450 21000	31750 48000 - 9800 21000	294505	895770
	2	1)Трансформатор ТДН – 10000/110 2)РУ ВН (7) 3)РУ (собств(5Н)) 4)КУ КС 5)Постоянная часть затрат	2 1 1 -	3700 7300 30000 - 12250	7400 51100 30000 - 12250	268398
	3	1)Автотрансформатор АТДЦН – 63000/220/110 2)РУ ВН (6) 3)РУ СН 4)КУ 5)Постоянная часть затрат	2 1 - -	13 475 7300 - - 30 000	26 950 48000 - - 30 000	279587
	4	1)Трансформатор ТМН – 6300/110 2)РУ ВН (3Н) 3)РУ СН 4)КУ КС 5)Постоянная часть затрат	2 1 - -	3 400 7600 - - 9 000	3400 7600 - - 9 000	53280
Кольцевая	1	1)Трансформатор ТРДЦН – 100000/220 2)РУ ВН (5Н) 3)РУ СН 4)КУ КБ (6,5) 5)Постоянная часть затрат	2 1 - 2	15875 48000 - 2450 21000	31750 48000 - 4900 21000	281451,6	871794
	2	1)Трансформатор ТДН – 10000/110 2)РУ ВН (4Н) 4)КУ КС 5)Постоянная часть затрат	2 1 - -	3700 15200 - 12250	7400 15200 - 12250	92840,4
	3	1) Автотрансформатор АТДЦН – 63000/220/110 2)РУ ВН (6) 3)РУ СН (6) 4) КУ КС 5)Постоянная часть затрат	2 1 1 -	13475 7300 7300 - 30000	26950 51100 51100 - 30000	423975,6
	4	1)Трансформатор ТМН – 6300/110 2)РУ ВН (4Н) 3)РУ СН 4)КУ КС 5)Постоянная часть затрат	2 1 - -	3400 15200 - - 9 000	3400 15200 - - 9 000	73526,4

Ежегодные эксплуатационные издержки складываются из издержек на амортизацию, обслуживание и издержек на возмещение потерь электрической энергии в электрической сети. Ежегодные издержки на амортизацию и обслуживание определяются на основе норм ежегодных издержек на амортизацию и обслуживание, устанавливаемых в процентах от ранее определенных капитальных затрат. Издержки на возмещение потерь электрической энергии определяются на основе замыкающих оценок стоимости потерь электроэнергии. Оптимальным по экономическим показателям является вариант, имеющий наименьшие приведенные затраты.

Ежегодные эксплуатационные издержки ( ) состоят из:

- ремонта и обслуживания ЛЭП и подстанций,

- возмещения потерь электроэнергии.

,

где ; ;

Годовые потери активной электроэнергии – во всех элементах сети определяются как сумма «постоянных» – и «переменных» – годовых потерь в каждом из ее элементов:

Постоянные потери не зависят от величины нагрузки. В данном случае это потери в магнтитопроводах трансформаторов, которые определяются как потери холостого хода в течение года.

Переменные потери это потери в продольных ветвях схемы сети, по которым передается мощность нагрузок. Потери электроэнергии в них определяются по времени наибольших потерь :

Здесь – время максимальных потерь. В формуле расчета следует подставлять суммарные значения потерь активной мощности из максимального режима для всех трех трансформаторов и в четырех ЛЭП. Величина определяется по эмпирической зависимости от времени использования наибольшей нагрузки (см. табл. 2.1.-2.3)

Если по линии передается мощность нескольких электроприемников, то для расчета годового потребления электроэнегрии рассчитывается средневзвешенное значение времени использования наибольшей нагрузки, :

где ; – соответственно активная мощность и время использования наибольшей нагрузки каждого электроприемника, мощность которого передается по данной линии.

П о времени рассчитывается средневзвешенное время максимальных потерь .

Суммарные годовые потери электроэнергии . В процентах от годового потребления электроэнергии находятся по формуле:

где – количество электрической энергии, потребленной за год.

Затраты на возмещения потерь электроэнергии, где Т – тариф на электроэнергию, тыс. руб./МВт·ч:

.

• Радиальная сеть

Примем α_ПС=9,8 % - среднее значение между α_ПС=10,3 % для 110 кВ и α_ПС=9,3 % для 220 кВ.

=0,8. [1,табл. 6.2.].

;

Определим переменные потери электроэнергии ВЛЭП:

ВЛЭП 02:

ВЛЭП 31:

ВЛЭП 23:

ВЛЭП 24:

Определим переменные потери электроэнергии трансформаторов:

ПС1:

ПС2:

ПС3:

ПС4:

Суммарные переменные потери:

Определим постоянные потери:

;

Итак эксплуатационные издержки для радиальной сети:

• Кольцевая сеть

Примем α_ПС=9,8 % - среднее значение между α_ПС=10,3 % для 110 кВ и α_ПС=9,3 % для 220 кВ.

=0,8. [1,табл. 6.2.].

;

Определим переменные потери электроэнергии ВЛЭП:

ВЛЭП 02:

ВЛЭП 31:

ВЛЭП 23:

ВЛЭП 24:

ВЛЭП 34:

Определим переменные потери электроэнергии трансформаторов:

ПС1:

ПС2:

ПС3:

ПС4:

Суммарные переменные потери:

Определим постоянные потери:

;

Итак эксплуатационные издержки для кольцевой сети:

.

Определим критерии экономической целесообразности каждой сети и сравним их:

,

где Е_н – нормативный коэффициент, Е_н=1/8,33=0,12

Приведенные затраты для радиальной сети:

тыс.руб.

Приведенные затраты для кольцевой сети:

тыс.руб.

Определим на сколько процентов вариант кольцевой сети дороже варианта радиальной сети:

%

Т.к. приведенные затраты различаются менее, чем на 5%, то схемы сети считаются равноэкономичными, и выбор варианта из них должен осуществляться на основе инженерных оценок: перспективность схемы, удобство эксплуатации и др.

Выбираем радиальную сеть, т.к. все-таки затраты на капиталовложения ВЛЭП при радиальной сети меньше. А также нецелесообразно допускать малозагруженные линии , в кольцевой сети ВЛЭП 24 имеет малый переток мощности 0,82+j0.221 МВт, и потребитель на ПС4 относится к 3-ей категории =0. Для таких потребителей экономически необоснованно двусторонняя схема питания.