2.3 Экономическое сравнение вариантов по приведенным затратам

На третьем этапе наиболее рациональные варианты схем и номинального напряжения сети подвергаются технико-экономическому сравнению по приведённым затратам, Каждый из этих вариантов разработан с выбором схем всех подстанций, с расчетом потерь электроэнергии, с определением параметров всех линий и трансформаторов и т. п.

В данном курсовом проекте не производится выбор определённых типов выключателей 35-220 кВ. При оценке стоимости ячеек выключателей руководствовались следующими соображениями: обычно на подстанциях с малым числом выключателей (ТО и менее) не рекомендуется установка воздушных выключателей. Учитываемое при сравнении вариантов схемы сети число ячеек выключателей на заданном источнике питания района принимается равным числу отходящих от него линий. Число ячеек выключателей подстанции проектируемой сети определяется по конкретным схемам этих подстанций в сравниваемых вариантах.

Принимается, что установка двух трансформаторов на понижающей подстанции обеспечивает надёжность электроснабжения, необходимую для потребителей 1 категории, и является экономически целесообразным решением для таких случаев. В связи с этим установка на подстанции трёх и более трансформаторов не рассматривается.

Номинальные мощности понижающих трансформаторов выбираются по условиям нормальных режимов работы и отключений одного из них.

Так как в данном проекте не учитываются конкретные графики нагрузок трансформаторов, то выбор их номинальных мощностей производится приближённо в нормальных режимах работы нагрузка трансформаторов, как правило, не должна быть больше номинальной, а при отключении одного из трансформаторов второй трансформатор не должен перегружаться более чем на 40% выше номинальной.

Условия выбора номинальной мощности трансформаторов для двухтрансформаторных подстанций:

,

где S_mах - максимальная нагрузка подстанции.

При определении технико-экономических показателей стоимость электрооборудования и его эксплуатации принимается по данным приложения 3, а стоимость потерь электроэнергии и недоотпущенной электроэнергии - на основании расчетов и задания на проект.

При сравнении вариантов по приведённым затратам в общем случае учитываются стоимости линий, ячеек выключателей, трансформаторов, КУ, отчисления на амортизацию, текущий и капитальные ремонты и обслуживание всего перечисленного выше электрооборудования, стоимость потерь электроэнергии в линиях и трансформаторах, а также стоимость недоотпущенной потребителям электроэнергии в тех вариантах, в которых имеются нерезервированные линии и (или) трансформаторы.

Все указанные технико-экономические показатели определяются лишь для тех частей схемы сети, в которых сравниваемые варианты отличаются друг от друга. В связи с этим допускается не учитывать заработную плату эксплутационного персонала, принимая её примерно одинаковой во всех вариантах. При сравнении вариантов схемы сети с одним и тем же номинальным напряжением, с одинаковым числом трансформаторов на подстанциях и с одинаковым размещением КУ т учитываются стоимости трансформаторов и КУ (нужных по условию баланса реактивной мощности), а также стоимость потерь электроэнергии в трансформаторах.

После определения приведённых затрат сравниваемых вариантов производится окончательный выбор экономически целесообразной схемы и номинального напряжения сети.

Вариант 1

1) Выбор трансформаторов, по условию 40% перегрузки трансформаторов в послеаварийном режиме [4]

;

;

;

;

.

2) Определяем капитальные затраты на трансформаторы, устанавливаемые на подстанциях [6].

ТИП	Uном, кВ			∆P, кВт		Цена
	ВН	СН	НН	ХХ	КЗ	тыс. руб.
АТДЦТН-200000/220/110	230	121	10,5	125	430/500	68384,075
ТРДН-25000/110	115		10,5	27	120	17310,45
ТДН-16000/110	115		10,5	19	85	13411,7
ТРДН-40000/110	115		10,5	36	172	22768,7
ТДН-10000/110	115		11	14	60	11540,3

А – автотрансформатор,Т – трансформатор напряжения трехфазный, Р – расщепленная обмотка низшего напряжения, Д – принудительная циркуляция воздуха и естественная циркуляция масла, Н – регулировка напряжения под нагрузкой.

Суммарная расчётная стоимость трансформаторов:

п/ст 1: тыс. руб;

п/ст 2: тыс. руб;

п/ст 3: тыс. руб;

п/ст 4: тыс. руб;

п/ст 5: тыс. руб;

тыс. руб.

3) Выбор ВЛ и определение капитальных затрат на их сооружение. Район по гололеду -I по условию задания на всех линиях. :

К_л. = К_л.уд∙l_л., тыс. руб.

Линия РЭС-1: U_ном=220 кВ,l=43 км, АС-240; двухцепные стальные опоры не учитываем,т. к. одинаковы в обоих случаях

К_РЭС-1=88∙77,975∙43=295057,4 тыс. руб.

Линия 1-2: U_ном=110 кВ, l=35 км, АС-185; двухцепные стальные опоры

К_1-2=72∙77,975∙35=196497 тыс. руб.

Линия 2-3: U_ном=110 кВ, l=35 км, АС-120; двухцепные стальные опоры

К_2-3=64∙77,975∙35=174664 тыс. руб.

Линия 5-4: U_ном=110 кВ, l=34 км, АС-70; двухцепные стальные опоры

К_2-3=64∙77,975∙34=169673,6 тыс. руб.

Линия 1-5: U_ном=110 кВ, l=28 км, АС-70; двухцепные стальные опоры

К_2-5=64∙77,975∙28=139731,2 тыс. руб.

тыс. руб.

4) Определяем стоимость ячеек выключателей [6].

Стоимость выключателей:

Тогда тыс. руб.

5) Определяем общие капитальные затраты электрической схемы варианта 1.

тыс. руб.

6) Определяем ежегодные издержки на амортизацию и обслуживание элементов электрической сети в % от капитальных затрат.

а) Ежегодные издержки на амортизацию и обслуживание ВЛ определяем по таблице 6.2 справочника где % издержек для ВЛ на стальных опорах составляет 2,8 % от капитальных затрат на сооружение ВЛ. Следовательно:

тыс. руб.

б) Ежегодные издержки на амортизацию и обслуживание оборудования, для U = 110 кВ - 9,4%; U = 220 кВ - 8,4%. Следовательно:

в) Определяем суммарные ежегодные издержки на амортизацию и обслуживание элементов электрической сети варианта 1:

тыс. руб.

7) Определяем годовые потери электроэнергии в сети:

;

час.

- суммарные потери активной мощности в сети варианта 1,

где - суммарные потери в линии; суммарные потери в трансформаторах.

а) Потери активной мощности в линиях сети для 1 варианта:

3,59 МВт = 3590 кВт.

б) Определяем потери активной мощности в трансформаторах сети варианта 1:

;

.

Находим потери в стали на п/ст:

п/ст 1: кВт;

п/ст 2:; кВт;

п/ст 3: кВт;

п/ст 4: кВт;

п/ст 5: кВт.

Суммарные потери в стали составят:

кВт.

.

Находим потери в меди на п/ст:

п/ст 1:

п/ст 2: кВт;

п/ст 3: кВт;

п/ст 4: кВт;

п/ст 5: кВт;

398,94 кВт.

Годовые потери электроэнергии в сети:

8) Определяем издержки на потери электроэнергии в сети варианта 1:

тыс. руб.

9) Определяем суммарные ежегодные издержки варианта 1:

тыс. руб.

10) Определяем полные приведённые затраты варианта 1.

359402,27 тыс. руб.

Вариант 2

1) Выбор трансформаторов, по условию 40% перегрузки трансформаторов в послеаварийном режиме

;

;

;

;

.

2) Определяем капитальные затраты на трансформаторы, устанавливаемые на подстанциях [6].

Таблица 8. Данные по трансформатору

ТИП	Uном, кВ			Потери, кВт		Цена
	ВН	СН	НН	ХХ	КЗ	тыс. руб
	230	-	11	50	170	31190

Суммарная расчётная стоимость трансформаторов:

тыс.руб

3) Так как все линии одноцепные с проводами одного сечения и U_ном = 220 кВ, кроме линии сети РЭС-1, то для них выбираем стальные опоры для одноцепных линий. На участке сети 2-3 двухцепная линия с U_ном = 220 кВ, поэтому выбираем стальные опоры для двухцепной линии (не учитываем,т. к. одинаковы в обоих случаях). Район по гололеду равен I. Стоимость 1 км. ВЛ с приведенными выше данными :

К_л.уд. = 4210,65 тыс. руб.;

тыс. руб.

4) Определяем стоимость ячеек выключателей.

тыс. руб.

5) Определяем общие капитальные затраты эл. схемы варианта 1.

тыс. руб.

6) Определяем ежегодные издержки на амортизацию и обслуживание элементов электрической сети в % от капитальных затрат.

а) Ежегодные издержки на амортизацию и обслуживание ВЛ определяем по таблице 6.2 справочника где % издержек для ВЛ на стальных опорах составляет 2,8 % от капитальных затрат на сооружение ВЛ. Следовательно:

тыс.руб.

б) Ежегодные издержки на амортизацию и обслуживание оборудования, для U = 110 кВ - 9,4%; U = 220 кВ - 8,4%. Следовательно:

в) Определяем суммарные ежегодные издержки на амортизацию и обслуживание элементов электрической сети варианта 2:

тыс. руб.

7) Определяем годовые потери электроэнергии в сети:

час.

- суммарные потери активной мощности в сети варианта 2,

где - суммарные потери в линии; суммарные потери в трансформаторах.

а) Потери активной мощности в линиях сети для 2 варианта:

1,69 МВт = 1690 кВт.

б) Определяем потери активной мощности в трансформаторах сети варианта 2:

;

.

Находим потери в стали на п/ст:

п/ст 1, 2, 3, 4, 5: кВт;

Суммарные потери в стали составят:

кВт.

.

Находим потери в меди на п/ст:

п/ст 1: кВт;

п/ст 2: кВт;

п/ст 3: кВт;

п/ст 4: кВт;

п/ст 5: кВт;

247,02 кВт.

8) Годовые потери электроэнергии в сети:

Определяем издержки на потери электроэнергии в сети варианта 2:

тыс. руб.

9) Определяем суммарные ежегодные издержки варианта 2:

тыс. руб.

10) Определяем полные приведённые затраты варианта 2:

тыс. руб.

Сравниваем варианты:

.

Выбираем вариант №.1, так как он является самым выгодным, по сравнению с другими вариантами и отличается более чем на 5% от ближайшего по затратам второго варианта.