3.4 Определение капитальных вложений и выбор рационального напряжения

3.4.1 Общие сведения

Под рациональным напряжением понимают напряжение, при котором имеет место минимум приведенных годовых затрат. При выборе рационального напряжения производится расчёт годовых приведенных затрат для трёх вариантов электроснабжения предприятия, отличающихся уровнем используемого напряжения на подстанции системы.

Так как расчёты носят сравнительный характер, то при их выполнении учитывают составляющие, отличающиеся для различных вариантов. Единицы измерения расходов принимаем условные – у.е. Затраты на эксплуатацию, включающие расходы на текущий ремонт, заработную плату и общепроизводственные расходы, принимаются одинаковыми в сравниваемых вариантах и при определении приведенных затрат не учитываются.

Приведенные годовые затраты (в у.е), при выборе рационального напряжения определяются по формуле:

З_ = 0,12К + С_э3.11

где: К капитальные вложения, у.е.;

С_э эксплуатационные расходы, у.е.

С_э = С_а + С_пу.е.,3.12

Где:С_а амортизационные отчисления, С_п стоимость потерь электроэнергии,

Для сокращения объёма вычислений при выполнении курсовой работы приведенные годовые затраты определяют только для воздушных ЛЭП высшего напряжения и коммутационной аппаратуры, установленной на подстанции системы и на стороне высшего напряжения ГПП. При этом предварительный выбор высоковольтных электрических аппаратов проводятпо напряжению и току, без проверки по токам КЗ.

Капитальные вложения определяем по формуле:

К=К_л+К_а.., 3.13

Где: К_л стоимость сооружения воздушных тупиковых ЛЭП, у.е.;

К_а..- стоимость электрических аппаратов высшего напряжения,у.е.

Для каждого из сравниваемых вариантов капитальные затраты определяют по укрупнённым технико-экономическим показателям.

Годовые приведенные затраты по сравниваемым вариантам сводятся в табл. 3.6.

К применению принимается напряжение, при котором приведенные годовые затраты минимальны. Если для сравниваемых вариантов приведенные затраты отличаются не более чем на 5%, то принимается более высокое напряжение.

3.4.2. Выбор напряжения ЛЭП

Для определения капиталовложений на сооружение воздушных ЛЭП производится выбор сечения проводов по допустимому нагреву и экономической плотности тока для каждого значения напряжения.

Расчётный ток каждой ЛЭП определяется по формуле:

= 3.14

где:U_н принятое в рассматриваемом варианте линейное напряжение, кВ;

1,3 коэффициент, учитывающий перегрузку одной изЛЭП в случае повреждения или отключения другой.

Сечение проводов ЛЭП по допустимому нагреву s_л.д.определяется по табл.3 (прилож. 1) из условия I_л.д.>I_р,

где: I_л.д. допустимый по условию нагрева ток в ЛЭП, А.

Выбранное сечение проводов s_л.д.обеспечивает передачу полной расчетной мощности S_рв аварийном режиме на расстояние:

, 3.15

где: l_U - длина линии, на которой теряется 1 % напряжения при ее полной нагрузке, км.

U_доп=10% допустимая потеря напряжения в ЛЭП в аварийном режиме;

отношение - учитывает фактическую загрузку линии.

S=  доп. по условиям нагрева передаваемая по ЛЭП полная мощность, кВА.

Если ( l­­­­­­­­­­­­­­­ расстояние от подстанции системы до ГПП предприятия, км), то выбранное сечение проводов ЛЭП удовлетворяет техническим требованиям передачи полной расчётной мощности предприятию от подстанции системы. ­­­­­­­­­­

Если , то к рассмотрению должно быть принято большее сечение проводов ЛЭП.

Сечение проводов по экономической плотности тока¹: , 3.16

где:j_э экономическая плотность тока, А/мм² (табл.5 приложения)).

По наибольшему из двух сечений s_л.д. и s_л.эопределяется ближайшее большее стандартное сечение s_л.(табл.3.приложения) проводов ЛЭП и капитальные вложения К_л на её сооружение. Результаты расчёта капитальных вложений на ЛЭП К_л сведены в табл.3.4, где также указываются для принятого сечения ЛЭП допустимый ток I_л.д, и потеря активной мощности в ЛЭП при полн.нагрузкеР_н.л.

3.4.3.Выбор высоковольтных аппаратов

Для определения капитальных вложений К_а.э. на электричес­кие аппараты высшего напряжения в соответствии с принятой схе­мой производится их предварительный выбор с учетом технических характеристик и условной стоимости (табл. 8-9), исходя из условий:U_наU_ниI_наI_н,

где:U_на , I_на - номинальные напряжение и ток аппарата;

U_н ,I_р- номинальное линейное напряжение и расчетный ток рассматриваемого варианта. Результаты расчета кап.вложений на эл. аппараты сводятся в табл. 3.5.

Таблица 3.4. Расчет капитальных вложений на сооружение воздушных ЛЭП

Uн	Ip	Sл.д	j э	Sл.э	S л.	Iл.д	Рн.л	Кл
кВ	A	мм2	А/мм2	мм2	мм2	A	кВт/км	тыс. у.е.
35	263,5	70	1,1	239,55	240	610	170	1428
110	84,88	70	1,1	77,16	95	330	134	1526
220	43,9	240	1,1	39,9	240	610	210	2324

Вывод: в ходе расчёта сечений проводов ЛЭП по расчётной мощности и экономической плотности тока определено оптимальное значение сечения проводов. Определены капиталовложения на ЛЭП для всех заданных напряжений и потери в них.

Таблица 3.5.Расчет капитальных вложений на эл. аппараты высшего напряжения

Ui ном	Разъединители				Выключатели				Отделители				Коротко замыкатели				Ка
	Тип	Кол-во	Стоимость тыс. у.е	Тип		Кол-во	Стоимость тыс. у.е	Тип		Кол-во	Стоимость тыс. у.е	Тип		Кол-во	Стоимость тыс. у.е
U1н	РДН(3)	6	5040	ВМКВ		3	46,5	ОД(3)		2	900	КРН		2	1100	7086,5
U2н	РДН(3)	6	13200	МКП		3	246	ОД		2	2000	КЗ		2	2000	17446
U3н	РДН(3)	6	30000	У-220		3	1020	ОД		2	5600	КЗ		2	6200	42820

3.4.4.Определение эксплуатационных расходов для сравниваемых вариантов.

Стоимость потерь электроэнергии в воздушных ЛЭП: , 3.17

где:Р_н.л - потери активной мощности в ЛЭП при пол­ной нагрузке из табл.3 , кВт/км;

Примечание: учесть, что при расчете стоимости потерь, необходимо пересчитать это значение по величине загрузки ЛЭП по k_з.л.

k_з.л - коэффициент загрузки линии;

Т_п- время потерь электроэнер­гии в год.ч;

с_о- стоимость 1 кВтч электроэнергии, у.е. – по заданию

коэффициент загруз­ки линии вычисляется по формуле:

Тп - число часов потерь электроэнергии в год определяется по кри­вым на рис. 3( время использования максимума нагрузки Ти.а. указано в задании).

Рисунок 3. Зависимость количества потерь электроэнергии от времени использования максимума нагрузки

Амортизационные отчисления

Амортизационные отчисления для ЛЭП и электрических аппаратов высшего напряжения :

= 42,84 + 198,422 = 241,262 3.18

где: Е_а.ли Е_а.э- соответственно общие нормы амортизационных отчислений на ЛЭП и электрические аппараты высшего напряжения (табл.4приложения).

Результаты расчета эксплуатационных расходов сводятся в табл.3.6.

Таблица 3.6 Расчет эксплуатационных расходов и суммарных затрат
Uн	со	Тп	kз.л	Сп	Ка	Кл	Еа.э.	Еал	Са.л	Са.э	Са	К=Кл+Ка	З = 0,12К + Са
кВ	у.е./кВт.ч	ч		тыс. у.е.					тыс. у.е.			тыс. у.е
35	0,18	2000	0,43	317	7086,5	1428	0,028	0,03	43	199	242	8514,5	1264
110	0,18	2100	0,26	122	17446	1526	0,028	0,03	46	489	535	18972	2812
220	0,18	2200	0,07	9,5	42820	2324	0,028	0,03	70	1199	1269	45144	6686

Вывод: в ходе расчёта я определил эксплуатационные расходы и суммарные затраты на электрооборудование системы электроснабжения, на ВН для всех заданных значений U1, U2, U3 оптимальным по кап. Затратам, амартизации и дальнейшей эксплуатации является U = 110 кВ.