Основы проектирования электрических сетей
6.1. Задачи и методы проектирования электрических систем и сетей
Задача проектирования электрических систем и сетей состоит в разработке и технико-экономическом обосновании решений, определяющих их развитие, обеспечивающих при наименьших затратах снабжение потребителей электрической энергией при выполнении технических ограничений по надежности электроснабжения и качеству электроэнергии.
Проектирование электрических систем и сетей начинается с разработки обосновывающих материалов для определения экономической эффективности и целесообразности проектирования, строительства или реконструкции и расширения электросетевых объектов. Этот комплекс проектных работ включает схемы развития электрических систем и сетей, в него включаются разработки энергетических и электросетевых разделов в составе проектов электростанций, а так же схемы внешнего электроснабжения крупных промышленных предприятий. После утверждения обосновывающих материалов начинается проектирование электросетевых объектов.
Проект развития электрической сети может выполняться в качестве самостоятельной работы или как составная часть схемы развития энергосистемы. При проектировании электрических сетей увязываются решения по развитию сетей различных назначений и напряжений. На различных этапах проектирования электрических сетей решаются разные по составу и объему задачи, которые имеют следующее примерное содержание:
|
|
|
· анализ существующей сети рассматриваемой энергосистемы (района, города, объекта), включающий ее рассмотрение с точки зрения загрузки, условий регулирования напряжения, выявления «узких мест» в работе;
· определение электрических нагрузок потребителей и составление балансов активной мощности по отдельным подстанциям и энергоузлам, обоснование сооружения новых понижающих подстанций;
· выбор расчетных режимов работы электростанций (если к рассматриваемой сети присоединены электростанции) и определение загрузки проектируемой электрической сети;
· электрические расчеты различных режимов работы сети и обоснование схемы построения сети на рассматриваемые расчетные уровни;
· проверочные расчеты статической и динамической устойчивости параллельной работы электростанций, выявление основных требований к системе противоаварийной автоматики;
· составление баланса реактивной мощности и выявление условий регулирования напряжения в сети, обоснование пунктов размещения компенсирующих устройств, их типа и мощности;
· расчеты токов КЗ проектируемой сети и установление требований к отключающей способности коммутационной аппаратуры, разработка предложений по ограничению мощности КЗ;
|
|
|
· выбор и обоснование количества, мощности и мест установки дугогасящих реакторов для компенсации емкостных токов;
· сводные данные по намеченному объему развития электрической сети, натуральные и денежные показатели, очередность развития.
Содержание проектов развития электрических сетей показывает, что в них входит очень широкий круг вопросов, которые решаются системным подходом. При этом необходимо рассматривать схемы электростанций и подстанций, решать вопросы защиты от перенапряжений, выбирать устройства защиты и автоматики для автоматического управления и регулирования режима работы электрической системы, включая сети всех напряжений. Такая задача чрезмерно громоздка, практически ее можно решать только по частям: проектировать отдельно сети различных назначений, релейную защиту, устройства автоматики и т.д. При проектировании каждой из этих частей отдельные части представляются приближенно, в них учитываются лишь влияющие на данную часть элементы, для которых предполагаются типовые решения. В дальнейшем эти полученные при проектировании решения уточняются и согласовываются.
|
|
|
Основные технико-экономические показатели
Капитальные затраты (капиталовложения) – это единовременные расходы, идущие на расширение и воспроизводство основных фондов предприятия:
К=Ко+КDР+КDW,где
Ко - непосредственные капитальные вложения (стоимость всего оборудования подстанций и ЛЭП);
КDР - капитальные затраты, на которые должна увеличиться мощность электростанций для покрытия потерь мощности в сетях;
КDW - капитальные затраты, которые идут на покрытие потерь электрической энергии в сетях.
Обычно капиталовложения определяют по укрупненным показателям стоимости.
Непосредственные капиталовложения определяются как
Ко=КоЛЭП + КоПСТ,
где КоЛЭП – стоимость оборудования линий электропередачи:
КоЛЭП = SК1км LЛЭП,
здесь К1км – стоимость 1км линии;
LЛЭП – длина линии;
КоПСТ – стоимость оборудования подстанций:
КоПСТ = SКтр + SКвыкл + Ккрун + Кору + Кку + Кдоп,
где
SКтр, SКвыкл, Крун, Кору, Кку, Кдоп – стоимость соответственно трансформаторов, выключателей, распределительных устройств низкого напряжения, открытых распределительных устройств, компенсирующих устройств и дополнительных устройств подстанций (грозозащиты, кабельных каналов, сооружений, ограждений).
|
|
|
Капитальные затраты КDР определяются как:
КDР=км кр ксн ку DРS,
где км - коэффициент участия в максимуме энергосистемы;
кр– коэффициент резерва; кр=1,1-1,5 означает, что 10-15% располагаемой мощности электростанций находится в горячем резерве;
ксн – коэффициент собственных нужд; ксн=1,025-1,13 – зависит от типа электростанции, вида применяемого топлива, типа подачи топлива и др.;
ку – стоимость установленного кВт на станции, руб/кВт; зависит от типа электрической станции, ее мощности, вида топлива, параметров пара, количества агрегатов, уровня организации работы на станции и т.д.;
DРS - суммарные потери мощности в электрических сетях.
Капитальные затраты КDW определяются как:
КDW = ктт bут DWS,
1где ктт – коэффициент топливодобычи и транспортировки топлива; показывает, сколько стоит добыть и перевезти (передать) 1 тонну условного топлива;
bут- удельный расход условного топлива; зависит от вида электростанции, параметров пара, типа агрегатов и др.;
DWS - суммарные потери электроэнергии.
Годовые эксплуатационные расходы (издержки) – это расходы, которые ежегодно несет предприятие на эксплуатацию, ремонт и восстановление основных фондов:
Гэ = ГароЛЭП + ГароПСТ + ГDW,
где ГароЛЭП – годовые эксплуатационные расходы на амортизацию, ремонт и обслуживание ЛЭП;
ГароПСТ - годовые эксплуатационные расходы на амортизацию, ремонт и обслуживание подстанций;
ГDW –годовые затраты на покрытие потерь электроэнергии.
Издержки на амортизацию Га, ремонт Гр и обслуживание Го могут быть вычислены по коэффициентам ра, рр, ро, которые показывают величину отчислений от непосредственных капитальных вложений:
Га=ра Ко,
Гр=рр Ко,
Го=ро Ко,
или
Гаро=(ра+рр+ро)Ко.
Издержки на амортизацию Га – это отчисления на капитальные ремонты и замену оборудования. Издержки на ремонт Гр – это отчисления на текущий ремонт, профилактические испытания, окраску оборудования. Издержки на обслуживание Го – это отчисления на зарплату, транспорт, жилье и т.д.
Затраты на покрытие потерь электроэнергии определяется по формуле:
ГDW = bw DWS,
где bw – стоимость одного кВт.ч потерянной энергии.
DWS=Σ(DРн t + DРххТ) ,
здесь
DРн , DРхх – соответственно потери мощности нагрузочные и холостого хода. Себестоимость передачи электроэнергии отражает затраты электросетевого предприятия на передачу 1 кВт.ч энергии:
Се=Гэ/W,
где W - переданная энергия:
W= Σ Рmax Tнб,
здесь
Тнб – время использования наибольшей нагрузки.
Стоимость переданной потребителям электроэнергии:
С=З/W.
В этом выражении участвует важный технико-экономический показатель З - приведенные затраты. Это критерий экономической эффективности (целесообразности) сооружения объекта и выбора того или иного варианта схемы электрической сети.
Если объект сооружается в течение одного года, то приведенные затраты определяются выражением:
З = рн К + Гэ, тыс.руб./год,
где
рн – нормативный коэффициент экономической эффективности (банковский процент) показывает, сколько прибыли в год должен принести каждый вложенный рубль.
Нормативный коэффициент экономической эффективности имеет связь с нормативным сроком окупаемости капиталовложений.
Нормативный срок окупаемости Tок – это время, за которое окупаются первоначальные капитальные вложения и объект начинает приносить прибыль:
Tок = 1/рн, лет.
Что бы уменьшить ошибку при выборе варианта, нужно выяснить, какой из нескольких рассматриваемых вариантов будет иметь наименьшие приведенные затраты при прочих равных условиях (надежность, качество электроэнергии).
Если приведенные затраты сравниваемых вариантов одинаковы или не отличаются более, чем на 5%, то варианты считаются равноэкономичными:
Тогда следует учитывать дополнительные факторы, такие как удобство эксплуатации, возможность дальнейшего развития объекта, рассмотреть экологические факторы, оценить вероятный ущерб от недоотпуска электроэнергии и др.
Ущерб от недоотпуска электроэнергии включает в себя следующие составляющие:
· Ущерб от перерыва электроснабжения в результате аварий:
Уавар = ууд.авар dW1,
где
dW1 – количество недоотпущенной из-за аварии электроэнергии;
ууд.авар – удельная стоимость недоотпущенной из-за аварии электроэнергии, руб/кВт.ч.
· Ущерб от перерыва электроснабжения из-за плановых отключений:
Уплан = ууд.план dW2,
где
dW2 – количество недоотпущенной из-за отключения электроэнергии;
ууд.план – удельная стоимость недоотпущенной электроэнергии из-за плановых отключений, руб/кВт.ч.
Значения ууд.авар и ууд.план в зависимости от характера потребителей имеют различные значения и находят по справочникам.
Общий ущерб от перерывов электроснабжения:
У = Уплан + Уавар.
С учетом ущерба выражение приведенных затрат (6.17) приобретает вид:
З=рн К+Гэ+У.
Дата добавления: 2018-05-12; просмотров: 2880; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!