
- •Электроснабжение предприятий и гражданских зданий Методические рекомендации по выполнению курсового проекта для учащихся специальности
- •Введение
- •Значение курсового проекта
- •Требования к оформлению курсового проекта
- •Структура курсового проекта
- •Определение расчетных электрических нагрузок
- •Общая характеристика методов определения расчетных нагрузок элементов распределительной электрической сети
- •1.2. Расчет электрических нагрузок в сетях 0,38 - 110 кВ
- •1.4. Определение нагрузки трансформаторных подстанций
- •Выбор мест размещения тп, количества и мощности трансформаторов
- •2.1. Определение количества трансформаторных подстанций
- •2.2. Определение мест размещения тп
- •2.3. Количество трансформаторов на подстанции
- •2.4. Выбор мощности трансформаторов
- •Выбор схем электрических сетей
- •3.1. Принципы построения схем распределительных электрических сетей
- •3.2. Выбор схем напряжением 10 кВ
- •3.3. Выбор схем сетей напряжением 0,38 кВ
- •Выбор площади сечения проводников в сетях напряжением 0,38 и 10 кВ
- •4.1. Выбор площади сечения проводников линий по допустимым потерям напряжения
- •4.2. Выбор сечений проводов и кабелей по экономической плотности тока
- •4.3. Проверка проводников по условиям нагрева. Выбор проводников по условиям нагрева
- •4.4. Проверка сечения проводников по условию термической стойкости
- •4.5. Проверка проводов по механической прочности
- •Расчет режимов электрических сетей
- •Расчет режима радиальной сети
- •Расчет технико-экономических показателей
- •Литература
Расчет режимов электрических сетей
Расчет режима радиальной сети
Расчет сети выполняют, начиная с наиболее удаленного участка, в направлении источника питания (на рисунке 5.1 – участок 2-3).
Рисунок 5.1 – Схема распределительной сети (а) и ее схема замещения (б)
Если при расчетах не нужно учитывать потери мощности, то нагрузки на стороне низшего напряжения трансформаторов Т1, Т2, Т3 считают подключенными в узлах 1, 2, 3, а мощности на участках сети находят суммированием нагрузок.
Мощность на участке 2-3 равна нагрузке в узле 3:
.
Мощность на участке 1-2:
.
Мощность на головном участке А-1:
.
Напряжения в узлах находят следующим образом:
где
- потери напряжения на участках
соответственно А-1, 1-2, 2-3:
При проектировании важно выяснить, не будет ли потеря напряжения при выбранных для данной сети площадях сечений проводов или кабелей превышать допустимое значение ΔUдоп, т.е. будет ли отклонение напряжения у самого удаленного потребителя соответствовать допустимому значению δUдоп. С этой точки зрения важно определить наибольшую потерю напряжения, т.е. потерю напряжения от источника питания до наиболее удаленного узла сети:
или в общем виде:
, (5.4)
где n - количество участков сети.
В распределительных сетях нагрузки часто задают полным током I или модулем тока I и коэффициентом мощности cosφ. В этом случае для схемы, показанной на рисунке 2.3:
ток на участке 2-3 равен току нагрузки в узле 3:
ток на участке 1-2:
ток на головном участке А-1:
.
Формула (2.15) для любого участка сети ij примет вид:
(5.5)
где
,
– соответственно активная и реактивная
составляющие тока на участке ij;
Iij
– модуль тока.
Тогда наибольшая потеря напряжения:
или (5.6)
.
Расчет технико-экономических показателей
Заключительным этапом выполнения проекта является определение технико-экономических показателей.
В технико-экономической части определяется количество материалов и оборудования для строительства распределительных сетей 10 и 0,38 кВ, рассчитывается стоимость и себестоимость передачи и распределения электрической энергии.
Определим количество материалов и оборудования для строительства распределительной сети напряжением 10 и 0,38 кВ в рассматриваемом населенном пункте и стоимость строительно-монтажных работ согласно Инструкции по определению сметной стоимости и РСН 8.03.208-2007, РСН 8.03.133-2007 .
Определим капитальные вложения на сооружение питающей сети:
К = Кст + Коб, (8.1)
где Кст – затраты на строительно-монтажные работы;
Коб – капитальные затраты на оборудование и инвентарь.
Найдем годовые эксплуатационные издержки:
И = ρ∑ К + (Wл 10 + Wл 0,38 + Wт) β, (8.2)
где ρ – издержки на амортизацию и обслуживание (таблица 8.3);
β – стоимость 1 кВт∙ч потерь электроэнергии, руб/ кВтч;
WЛ 10 – суммарные потери электроэнергии в линиях 10 кВ, кВтч;
WЛ 0,38 – суммарные потери электроэнергии в линиях 0,38 кВ, кВтч;
WТ – суммарные потери электроэнергии в трансформаторах, кВтч.
Потери электроэнергии в линиях определяются по формуле:
Wл = Рл τ, кВтч , (8.3)
где τ – время наибольших потерь:
τ = (0,124 + Тнб 10-4)2 8760, ч. (8.4)
Потери активной мощности в линии определяются по формуле:
Рл = 3 Iрасч2 r0 L 10-3, кВт, (8.5)
где Iрасч – расчетный ток данного участка линии, А;
r0– удельное активное сопротивление линии, Ом/км (Приложение 1);
L – длина линии, км.
Нагрузочные потери мощности в трансформаторах:
Рн = 3 Iрасч2 Rт 10-3, (8.6)
где Iрасч – расчетная токовая нагрузка, А;
Rт – активное сопротивление трансформатора, Ом.
Нагрузочные потери электроэнергии в трансформаторе определяются по формуле:
Wн = Рн τ, кВтч . (8.7)
Потери энергии холостого хода в трансформаторе определяются по формуле:
Wх = nРх 8760, (8.8)
где Рх– потери мощности холостого хода;
n – количество трансформаторов.
Суммарные потери энергии в трансформаторе:
Wт = Wн +Wх . (8.9)
Определим приведенные затраты:
З = И + Ен К, (8.10)
где Ен – норма дисконта.
Передаваемая за год по сети электроэнергия:
W = Рнб Тнб. (8.11)
Себестоимость передачи электроэнергии:
βп = И / W. (8.12)
Стоимость передачи электроэнергии:
Сп = З / W. (8.13)
Таблица 8.3 - Нормы ежегодных отчислений на амортизацию и обслуживание в относительных единицах
Наименование проводников системы |
Норма амортизационных отчислений, ра |
Затраты на ремонт и обслуживание, рр+ро |
Всего издержки на амортизацию и обслуживание, рх |
Кабельные линии до 10 кВ: со свинцовой оболочкой, проложенные в земле и помещениях с алюминиевой оболочкой, проложенные: в земле в помещениях с пластмассовой изоляцией, проложенные в земле и помещениях |
0,023
0,043 0,023
0,053 |
0,02
0,02 0,02
0,02 |
0,043
0,063 0,043
0,073 |
Кабельные линии 20 – 35 кВ со свинцовой оболочкой, проложенные в земле и помещениях |
0,034 |
0,02 |
0,054 |
Кабельные линии 110 – 220 кВ, проложенные в земле и помещениях |
0,025 |
0,02 |
0,045 |
Воздушные линии до 20 кВ на металлических или железобетонных опорах |
0,036 |
0,003 |
0,039 |
Воздушные линии до 20 кВ на деревянных опорах |
0,057 |
0,005 |
0,062 |
Воздушные линии 35 кВ и выше на стальных и железобетонных опорах |
0,024 |
0,004 |
0,028 |
Воздушные линии 35 – 220 кВ на деревянных опорах |
0,049 |
0,005 |
0,054 |
Силовое электротехническое оборудование и распределительные устройства: до 20 кВ 35 – 150 кВ 220 кВ и выше |
0,064 0,058 0,058 |
0,04 0,030 0,02 |
0,104 0,088 0,078 |
Пример:
Рассчитаем стоимость линии:
КЛ=КВЛ25 (LТП3-ТП2+ LТП2-ТП1+ LТП6-ПС1+ LТП6-ТП4+ LТП5-ПС2)+ КВЛ35 (LТП1-ТП2+ LТП2-ТП3+ LТП4-ТП5)+ КВЛ50 (LПС1-ТП1+ LТПС2-ТП3+ LПС2-ТП5) = = 336794,346 тыс. бел. руб.
Рассчитаем годовые издержки:
И=
[((P
ТП3/2)2 +(Q
ТП3/2)2) LТП2-ТП3
1,152 + (P ТП2+ТП3/2)2+
(Q /2)2)
L ТП2 – ТП10,777
+ ((P ТП1+ТП2+ТП3/2)2+
(Q ТП1+ТП2+ТП3/2
)2) LТП1-ПС10,595
+ +((P ТП6/2)2+(Q ТП6/2)2)
LПС1-ТП6 1,152 + ((P
ТП1/2)2+ (Q ТП1/2)2
) L ТП1-ТП21,152
+ +((P ТП1+ТП2/2)
2+(QТП1+ТП2/2 )
2) LТП3-ТП2 0,777+
((P ТП1+ТП2+ТП3/2)2+
+(Q ТП1+ТП2+ТП3/2)2)
LТП3-ПС20,595 + ((P
ТП6/2)2+ (Q ТП6/2)2
) L ТП6-ТП4 1,152
+ +((P ТП6+ТП4/2)2+(QТП6+ТП4/2)2)
LТП4-ТП5 0,777
+((P ТП6+ТП4+ТП5/2)2+(Q ТП6+ТП4+ТП5/
2)2 LТП3-ПС20,595
+ ((P ТП5/2)2+(Q ТП5/2)2)
LПС2-ТП5 1,152] = 25077,951
Найдем приведенные затраты для схемы1 по формуле 4.2:
Зi = Ен КЛ+И = 0,12 336,794,346 + 25077,951 = 65493,273 тыс. бел. руб.