11.2 Расчет времени полного гашения подстанции
Поскольку обе цепи имеют одинаковые параметры, можно считать, что:
.
Так как входящие в расчетные формулы для определения продолжительности совместных простоев представляют собой средние продолжительности одного ремонта, то их значения найдем по выражениям:
где
–
среднее время одного вынужденного
(аварийного) или послеаварийного простоя;
–
среднее время
одного планового простоя:
При принятых
условиях (отказы элементов 10 и 11 приводят
к отключению трансформаторов). Поэтому
продолжительность работы трансформатора
с одной отключенной ветвью принимаем
равной нулю
Тогда продолжительность работы в нормальном режиме:
11.3 Расчет времени полного гашения подстанции в схеме с перемычкой
Структурную схему для расчетов продолжительности работы СЭС в различных режимах эксплуатации представим на рисунке 8:
Рисунок 11.8- Структурная схема
Найдем эквивалентные параметры звеньев структурных схем (плановые ремонты на указанных участках производим в разное время).
I-е звено.
Среднее время одного аварийного ремонта:
Среднее время одного планового ремонтного простоя:
II-е звено.
Среднее время, приходящееся на 1 ремонт:
Среднее время одного планового ремонтного простоя:
III-е звено.
Среднее время, приходящееся на 1 ремонт:
Среднее время одного планового ремонтного простоя:
Найдем продолжительность полного гашения подстанции ГПП:
Найдем составляющие:
Так как
,
то следует воспользоваться формулой:
Так как
,
то следует воспользоваться формулой:
Так как
,
то следует воспользоваться формулой:
Для схемы с
перемычкой:
Для схемы без
перемычки:
Найдем продолжительность простоя одной цепи (питание одного трансформатора по двум цепям ВЛ исключается).
Оценим разницу у ущербах, так как на ГПП установлены трансформаторы с форсированной системой охлаждения то ущерба от недоотпуска ЭЭ в режиме простоя одной цепи не будет. Поэтому учитываем только ущерб обусловленный полным гашением ГПП.
Недоотпущенная энергия в схеме с перемычкой:
Годовая экономия за счет снижения ущерба:
11.4 Расчет четырех вариантов схем для сравнительного анализа
Для проведения анализа необходимо рассчитать несколько схем, за основу возьмем схему выбранную в качестве схемы внешнего электроснабжения. Схема показана на рисунке 11.9 в таблице 11.1 приведены показатели надежности схемы.
Мы проведем расчет для 4 вариантов работы схемы:
– схема работающая
в режиме и с параметрами как выбранная
в пункте 5.2, а именно: трансформатор
ТДН-16000/110/10 с параметрами указанными в
таблице 5.1, с
Питание осуществляется по линии АС-70/11
длинной 5км с параметрами:r0=0,428
Ом/км;x0=0,444 Ом/км.
Коэффициент загрузки трансформатора
в нормальном режиме
коэффициент
загрузки трансформаторов в послеаварийном
режиме
следовательно
для этого варианта не требуется расчет
ущерба от недоотпуска электроэнергии;
– вариант идентичный первому, но длинна линии составляет 25км;
– вариант аналогичный
первому, но
при такой нагрузке в аварийном режиме
один трансформатор не может пропустить
всю необходимую мощность, следовательно
появится ущерб от недоотпуска
электроэнергии,
если не отключать потребителей. Такие
коэффициенты загрузки трансформатора
не рекомендуется использовать, так как
эксплуатация трансформатора с такой
загрузкой влечет за собой значительной
снижение срока службы.
– вариант аналогичный
первому, но
при такой нагрузке в аварийном режиме
один трансформатор не может пропустить
всю необходимую мощность, следовательно
появится ущерб от недоотпуска
электроэнергии,
если не отключать потребителей. Такие
коэффициенты загрузки трансформатора
нельзя использовать, так как эксплуатация
трансформатора с такой загрузкой при
аварийном режиме влечет за собой выход
из строя трансформатора.
Рисунок 11.9- Схема электроснабжения
Таблица 11.1–Показатели надежности элементов
|
Номер элемента |
Аварийные отключения |
Плановые отключения | ||
|
|
|
|
| |
|
1 |
0,008 |
15,0 |
1/3 |
35 |
|
2 |
0,060 |
20,0 |
1/3 |
165 |
|
3 |
0,008 |
15,0 |
1/3 |
35 |
|
4 |
0,055 |
7,9 |
1/4 |
45 |
|
5 |
0,008 |
15,0 |
1/3 |
35 |
|
6 |
0,008 |
15,0 |
1/3 |
35 |
|
7 |
0,008 |
15,0 |
1/3 |
35 |
|
8 |
0,060 |
20,0 |
1/3 |
165 |
|
9 |
0,014 |
70,0 |
1/6 |
280 |
|
10 |
0,010 |
10,5 |
1/3 |
24 |
Рассчитаем вариант 1.
Расчет ущерба от полного гашения подстанции в схемах с ремонтной перемычкой и без нее.
Сначала необходимо
рассчитать
Для этого составляем
график плановых ремонтов и по нему
определяем данные
для варианта без ремонтной перемычки
они представлены на рисунке 11.2, для
варианта без нее на рисунке 11.3.
Таблица 11.2– Данные по графику плановых ремонтов для схемы без
перемычки В1
|
|
|
|
|
12 |
980 |
6 |
Таблица 11.3– Данные по графику плановых ремонтов для схемы без
перемычки В1
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
12 |
705 |
6 |
3 |
35 |
1 |
6 |
445 |
2 |
По приведенной ранее методике рассчитаем ущерб от гашения подстанции, расчет для схемы без ремонтной перемычки приведен в таблице 11.4.
Для схемы с ремонтной перемычкой найдем эквивалентные параметры звеньев структурных схем результат расчета представлен в таблице 11.5, суммарное время полного гашения подстанции и ущерб от этого гашения представлен в таблице 11.6.
Таблица 11.4– Ущерб от гашения подстанции для схемы без перемычки В1
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
8,095 |
98 |
0,201 |
40,274 |
196 |
|
0,011 |
|
|
0,166 |
9,6 |
1080,541 |
10373,197 |
Таблица 11.5– Расчет эквивалентных параметров звеньев структурной схемы с перемычкой В1
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1,99 |
70,5 |
0,13 |
15,2 |
141 |
|
|
0,36 |
14 |
0,024 |
15 |
42 |
|
|
Продолжение таблицы 11.5
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6,105 |
89 |
0,07 |
87,21 |
267 |
|
|
Таблица 11.6– Ущерб от гашения подстанции для схемы с перемычкой В1
|
|
2,260 |
|
|
0,414 |
|
|
151,527 |
|
|
27,432 |
|
|
0,409 |
|
|
0,074 |
|
|
0,216 |
|
|
23,493 |
|
|
26,052 |
|
|
4,726 |
|
|
2,293 |
|
|
21,273 |
|
|
35,548 |
|
|
518,955 |
|
|
1602,405 |
|
|
9,6 |
|
|
1041,463 |
|
|
9998,047 |
Рассчитаем потери в элементах схемы, расчет приводится в таблицах 11.7 и 11.8, итоговый ущерб в таблице 11.9.
Рассчитаем вариант 2.
Расчет полностью аналогичен расчету варианта 1.
Графики плановых ремонтов останутся неизменными, так как рассчет производится аналогично приведем только итоговый результат в таблице 11.10.
Таблица 11.7– Потери э/э в элементах схемы без ремонтной перемычки В1
|
В нормальном режиме |
В аварийном режиме |
Итого | |||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
У, руб | ||
|
8547,81 |
2145,51 |
208825,22 |
29346,88 |
476344,19 |
212,19 |
53,26 |
9277,17 |
2914,02 |
24382,37 |
500726,55 |
1802615,587 | ||
Таблица 11.8– Потери э/э в элементах схемы с ремонтной перемычкой В1
|
В нормальном режиме |
Отключение линии в цепи | ||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| |
|
70,5 |
89 |
1,99 |
6,105 |
90,99 |
8420,83 |
2113,64 |
205723,06 |
28910,92 |
469267,97 |
153,21 |
38,46 |
6698,5 |
2104 |
17605,1 | |
Продолжение таблицы 11.8
|
Работа перемычки |
Итого | |||||
|
|
|
|
|
|
|
У, руб |
|
90,99 |
22,84 |
2222,91 |
1249,57 |
6944,96 |
493818,01 |
1777744,824 |
Таблица 11.9– Итоговое сравнение ущербов В1
|
Итого ущерб в схеме без перемычки |
Итого ущерб в схеме с перемычкой |
Выгода от установки перемычки, руб | ||||||||
|
Полное гашение подстанции |
Недоотпуск э/э |
Потери в элементах |
Итого, руб |
Полное гашение подстанции |
Недоотпуск э/э |
Потери в элементах |
Итого, руб |
| ||
|
10373,197 |
0 |
1802615,587 |
1812988,785 |
9998,047 |
0 |
1777744,824 |
1787742,871 |
25245,914 | ||
Таблица 11.10– Итоговое сравнение ущербов В2
|
Итого ущерб в схеме без перемычки |
Итого ущерб в схеме с перемычкой |
Выгода от установки перемычки, руб | ||||||||
|
Полное гашение подстанции |
Недоотпуск э/э |
Потери в элементах |
Итого, руб |
Полное гашение подстанции |
Недоотпуск э/э |
Потери в элементах |
Итого, руб |
| ||
|
13853,026 |
0 |
2733971,863 |
2747824,888 |
12583,907 |
0 |
2705802,366 |
2718386,273 |
29438,615 | ||
Рассчитаем вариант 3.
Расчет аналогичен расчету варианта 1, но в этом варианте необходимо рассчитать ущерб от недоотпуска электроэнергии.
Графики плановых ремонтов останутся неизменными.
Эквивалентные параметры звеньев структурных схем останутся неизменными, изменятся только значения недоотпущенной электроэнергии, поэтому нецелесообразно приводить полный расчет, в таблицах приведены только изменившееся значения. Ущерб от гашения подстанции для схемы без перемычки В3 приведен в таблице 11.11, ущерб от гашения подстанции для схемы с перемычкой В3 в таблице 11.12
Таблица 11.11–Ущерб от гашения подстанции для схемы без перемычки В3
|
|
|
|
|
|
0,166 |
9,6 |
1545,47 |
14836,516 |
Таблица 11.12– Ущерб от гашения подстанции для схемы с перемычкой В3
|
|
1602,405 |
|
|
9,6 |
|
|
1545,47 |
|
|
14836,516 |
В этом варианте необходимо провести расчет ущерба от недоотпуска электроэнергии. Сперва по типовому графику восстановим наш реальный график. Реальный график представлен в таблице 11.13. Потом рассчитаем ущерб от недоотпуска электроэнергии для схемы без ремонтной перемычки расчет приведен в таблице 11.14, для схемы с ремонтной перемычкой в таблице 11.15.
Рассчитаем потери
в элементах схемы, расчет приводится в
таблицах 11.16 и 11.17, итоговый ущерб в
таблице 11.18, согласно расчету активная
мощность которую трансформатор может
пропустить:
Таблица 11.13– Восстановленный реальный график нагрузки В3
|
|
100 |
98 |
95 |
90 |
85 |
75 |
70 |
Итого |
|
|
1000,00 |
800,00 |
2200,00 |
1800,00 |
1500,00 |
1000,00 |
460,00 |
- |
|
|
24,00 |
23,52 |
22,80 |
21,60 |
20,40 |
18,00 |
16,80 |
- |
|
|
2560,00 |
1664,00 |
2992,00 |
288,00 |
0,00 |
0,00 |
0,00 |
7504 |
Таблица 11.14– Ущерб от недоотпуска э/э в схеме без ремонтной перемычки В3
|
|
|
|
|
У, руб |
|
0,002 |
0,022 |
13869 |
167898 |
737571,244 |
Таблица 11.15– Ущерб от недоотпуска э/э в схеме с ремонтной перемычкой В3
|
|
|
|
|
У, руб |
|
0,001 |
0,020 |
10459 |
152479 |
649332,427 |
Таблица 11.16– Потери э/э в элементах схемы без ремонтной перемычки В3
|
В нормальном режиме |
В аварийном режиме |
Итого | |||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
У, руб | ||
|
8547,81 |
2145,51 |
243221,02 |
60034,44 |
606510,92 |
212,19 |
53,26 |
12692,52 |
5961,16 |
37307,35 |
643818,27 |
2317745,774 | ||
Таблица 11.17– Потери э/э в элементах схемы с ремонтной перемычкой В3
|
В нормальном режиме |
Отключение линии в цепи | ||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| |
|
70,5 |
89 |
1,99 |
6,105 |
90,99 |
8420,83 |
2113,64 |
239607,91 |
59142,61 |
597501,04 |
153,21 |
38,46 |
9164,53 |
4304,20 |
26937,46 | |
Продолжение таблицы 11.17
|
Работа перемычки |
Итого | |||||
|
|
|
|
|
|
|
У, руб |
|
90,99 |
22,84 |
2589,05 |
2556,23 |
10290,55 |
634729,04 |
2285024,55 |
Таблица 11.18– Итоговое сравнение ущербов В3
|
Итого ущерб в схеме без перемычки |
Итого ущерб в схеме с перемычкой |
Выгода от установки перемычки, руб | ||||||||
|
Полное гашение подстанции |
Недоотпуск э/э |
Потери в элементах |
Итого, руб |
Полное гашение подстанции |
Недоотпуск э/э |
Потери в элементах |
Итого, руб |
| ||
|
14836,516 |
737571,244 |
2317745,774 |
3070153,534 |
14299,947 |
649332,427 |
2285024,55 |
2948656,924 |
121496,609 | ||
Рассчитаем вариант 4.
Расчет аналогичен расчету варианта 3, поэтому приведем только итоговое сравнение в таблице 11.19.
Затраты на установку ремонтной перемычки:
;
(4.25)
;
По формуле 1 проверяем экономическое обоснование установки ремонтной перемычки, получается что перемычку экономически обосновано устанавливать в 3 и 4 варианте.