4 Технико-экономическое сравнение вариантов
4.1 Критерии сравнения вариантов
Проектируемая электрическая сеть должна обеспечивать:
а) бесперебойность электроснабжения, зависящую от схемы и надежности устройств сети;
б) требуемое качество электрической энергии;
в) удобство и безопасность эксплуатации;
г) возможность дальнейшего развития без коренного переустройства;
д) экономичность.
Требования, предъявляемые к сетям в отношении надежности электроснабжения, зависят от категории электроприемников, разделяющихся на категории.
Электроприемники -ой категории должны обеспечиваться электрической энергией от двух независимых источников. Кроме этого, в данном пособии при выборе числа и мощности трансформаторов (см. п. 1.2) указывается, что на подстанции с потребителями -ой категории питание осуществляется как минимум от двух параллельно работающих трансформаторов. А также при выборе схемы разомкнутой сети (см. п. 2.1) в первую очередь соединяют источник питания с той подстанцией, на которой потребители -ой категории двухцепной линией, повышая надежность электроснабжения.
Качество электрической энергии определяется критериями:
а) стабильностью частоты fH = 50 Гц;
б) симметрией фазных напряжений;
в) форма кривой напряжения должна быть синусоидальной, т.е. Кф = 1,11;
г) стабильностью уровня напряжения, возможностью его регулирования в определенных пределах.
Электрическая энергия производится главным образом в виде переменного тока стандартной (промышленной) частоты fH =50 Гц. Часть производимой электроэнергии преобразуется для технологического использования в переменный ток повышенной частоты (более 50 Гц) и частично пониженной частоты (менее 50 Гц). Номинальные значения частот устанавливаются ГОСТ-ом 6697-75, где также указываются допустимые отклонения от номинальных частот. Что касается электрических станций и сетей, то качество энергии (в том числе и частоты) нормируется ГОСТ-ом 13109-67. Стабильность частоты зависит от постоянства скорости приводного двигателя, вращающего синхронный генератор.
Симметрия фазных напряжений зависит
от симметрии фазных э.д.с. генератора и
симметрии нагрузки. Симметрия фазных
э.д.с. в настоящее время гарантируется
высокоточной технологией изготовления
электрического генератора. Симметрия
нагрузки выполняется при условии
,
т.е. при условии равенства комплексных
сопротивлений нагрузки всех фаз.
Соблюдение этого условия гарантировано
правильным подбором и подключением
потребителей, учитывая величину
сопротивления нагрузки и её характер
(активная, индуктивная или емкостная).
Один из основных недостатков
электрической энергии заключается в
том, что она представляет большую
опасность для организма человека.
И эта опасность тем выше, чем выше
уровень напряжения электрической
сети. В то же время, по мере увеличения
дальности электропередач и передаваемой
по ним мощности, необходимо увеличивать
напряжение, чтобы передача электроэнергии
была бы экономически целесообразной.
Решение этих вопросов связано с
улучшением конструкции электрического
оборудования и аппаратов, изменением
конструкции элементов ВЛ и КЛ, с
соответствующей подготовкой персонала
с четом вредных и опасных факторов
при передаче электрической энергии.
Разработка электрической сети должна учитывать и перспективу развития. Это достигается правильным расчетом рабочего тока (максимальное значение которого достигается к пятому году эксплуатации) и выбором экономического сечения с учетом поправочного коэффициента
, (46)
где i1 = I1/I5 – расчетный ток первого года эксплуатации линии, отнесенный к току пятого года;
imax= Imax/I5 – максимальный ток за пределами пятого года эксплуатации, отнесенный к току пятого года.
ГОСТ 13109-67 предусматривает допустимые отклонения напряжения:
а) на зажимах двигателей, аппаратов управления (-5 +10)%*Uном ;
б) на приборах освещения (-2,5 +5)%*Uном;
в) на зажимах остальных приемников (-2,5 +5)*Uном .
В послеаварийных режимах допускается дополнительное понижение напряжения на 5% к указанным выше по ГОСТу.
Скомпенсировать потери и отклонения напряжения возможно путем применения синхронных компенсаторов, расчетом потерь на-пряжения с учетом сечений проводов, применением ПБВ или РПН трансформаторов. В данном пособии предлагается для решения этого вопроса применение батарей конденсаторов (см. п. 1.3) и выбор коэффициентов
трансформации ( см. п 5.2, т.к. у выбранных трансформаторов имеется в наличии РПН).
Выбор оптимального варианта сети можно сделать только учитывая все выше перечисленные критерии.
Тогда определяющим фактором выбора будет экономический показатель – это сравнение разомкнутой и замкнутой сетей по приведенным затратам.
Рассмотрим метод приведенных затрат, являющийся основным в экономических расчетах. С целью упрощения будем считать, что строительство электрической сети определяется одним годом, сравнивая варианты разомкнутой и замкнутой сетей, полагаем, что затраты и ущерб от перерыва в электроснабжении одинаков (т.е. его учитывать не будем). Таким образом необходимо составить смету приведенных затрат для разомкнутой и замкнутой сети.
В итоге выбирается тот вариант, у которого приведенные затраты меньше.