1.5 Технико-экономическое сравнение вариантов. Выбор и обоснование оптимального варианта электрической сети.

Данный раздел проекта является основным. Из отобранных по результатам предварительного анализа трёх вариантов необходимо выбрать наивыгоднейший. Условием оптимальности является

, (1)

где – приведённые затраты.

При сооружении всей сети в течение одного года и одинаковой степени надёжности приведённые затраты каждого варианта определяют как

, (2)

где – единовременные капиталовложения в данный вариант сети, тыс. руб.;

– ежегодные эксплуатационные расходы, тыс. руб.;

– нормативный коэффициент эффективности капиталовложений (в настоящее время в энергетике = 0,15).

Сравнение рассматриваемых вариантов проводят в два этапа. На первом этапе для каждого варианта необходимо определять сечение проводов ЛЭП. Для электрических сетей и линий электропередач напряжением до 220 кВ включительно оно выбирается по экономической плотности тока (таблица 6) [7,9].

Таблица 6 – Экономическая плотность тока для алюминиевых неизолированных проводов

Продолжительность использования максимума нагрузки, ч/год
1000-3000	3001-5000	5001-8760
1,3 А/мм2	1,1 А/мм2	1,0 А/мм2

Сечение полученное в результате расчёта, округляют до ближайшего стандартного.

Для ЛЭП 330 кВ и выше сечение провода определяют по методу экономических интервалов [7,8,16]. Для линий различных напряжений и исполнения сетей монограммы экономических интервалов приведены в [16].

Выбранное по технико-экономическим показателям сечение провода проверяют по условиям нагрева в аварийных (последовательных) режимах работы сети при максимальной нагрузке. Для двухцепной линии этот случай соответствует отключению одной линии и протеканию удвоенного номинального тока по оставшейся в работе ЛЭП. В замкнутой сети необходимо рассмотреть поочерёдное отключение линий связанных с источником питания. Если выбранное сечение провода имеет допустимую длительную токовую нагрузку меньше, чем соответствующее значение при аварийном режиме, то переходят к следующему стандартному сечению.

Установленное по перечисленным выше условиям сечение провода должно быть не меньше значений, приведённых в табл. 7 (условия исключения образования короны) [2].

Таблица 7 – Марки проводов

Напряжение ВЛ, кВ	Фаза с проводами
	одиночными	расщепленными
110	АС-70	—
220	АС-240	—
330	АС-600	3×АС-150
		2×АС-240

На напряжение 330 кВ и выше целесообразно использовать расщеплённые провода.

Результаты проведенных расчётов записать в таблице 8.

Таблица 8 – Расчётные данные

Вариант

Участок сети

Номинальное напряжение, кВ

Количество линий

Max рабочий ток на одну цепь, А

Экономическая плотность тока, А/мм2

Расчетно-экономическое сечение, мм2

Принятый стандартный провод

Аварийный ток, А

Допустимый ток нагрева, А

Примечание

На втором этапе проводят сравнение вариантов по минимуму приведённых затрат. Капиталовложения ( ) в выражении (2) включают в себя стоимость линий и понизительных подстанций . При этом можно использовать укрупнённые экономические показатели, определяемые из одного источника, например, [9] или [16]. Это объясняется несопоставимостью справочных данных, приводимых в литературе различного года издания.

В капитальные затраты ( ) входят стоимость оборудования подстанции (стоимость ячеек выключателей на стороне высшего напряжения или другого коммуникационного оборудования и трансформаторов) и постоянная часть затрат.

Ежегодные эксплуатационные расходы ( ) в выражении (2) имеют три составляющие: отчисления на амортизацию ( ), ремонт и обслуживание ( ), стоимость потерь электроэнергии ( ). и находят по справочным данным, где приводятся нормы ежегодных отчислений в процентах от капитальных затрат на соответствующее оборудование. Стоимость потерь электроэнергии определяют как

,

где – потери электроэнергии в сети, кВт∙ч;

– стоимость 1 кВт∙ч потерянной электроэнергии, определяемая из рисунка 5.

Рисунок 5 – Зависимость удельной стоимости потерь энергии (1 кВт·ч) от времени наибольших потерь

1 - ЕЕЭС РСФСР;

2 - ОЭС восточных районов страны (кроме ОЭС Сибири);

3 - ОЭС Сибири;

– коэффициент, равный отношению потерь мощности в момент максимума нагрузки и максимальным потерям ( = 0,9÷1).

Потери электроэнергии в сети суммируются из потерь в линиях и трансформаторах. В линии энергия теряется на нагрев и на корону . Независимо от того, что сечение провода выбирают из условий невозникновения короны, учёт потерь необходим для ЛЭП 330 кВ и выше. Это объясняется существенным возрастанием данной составляющей при ненастной погоде.

Результаты расчёта для каждого варианта сводят в таблицы. В них выделяют все составляющие расходов по каждому элементу сети. Далее результаты сводят в итоговую таблицу 9.

Таблица 9 – Результирующая таблица ТЭП

Вариант	Капитальные затраты, тыс. руб.			Эксплуатационные расходы, тыс. руб.				Приведенные затраты, тыс. руб.	Примечание
	КЛ	КП/СТ	К	И1	И2	И3	И

Как уже указывалось, оптимальным по экономическим показателям является вариант с минимальными приведёнными затратами [1]. Равно экономичными считают варианты, отличающиеся по приведённым затратам не более, чем на 5%. В этом случае выбирают тот, имеет более высокое номинальное напряжение и возможность дальнейшего развития сети при перспективном росте нагрузок.