Проектирование смешанной по конфигурации электрической сети (Составление схем электрических соединений подстанций. Технико-экономическое сравнение вариантов)

4. Составление схем электрических соединений подстанций

      Схемы электрических соединений подстанций должны удовлетворять ряд требований: обеспечивать надёжное питание присоединяемых потребителей и при необходимости транзит мощности через подстанцию, они должны быть по возможности просты, наглядны и экономичны, должны допускать развитие и т.д. Одно из важнейших требований – унификация конструктивных решений по подстанциям. Это привело к разработке типовых схем распределительных устройств 35-750 кВ, которые приведены в [6, стр. 317]. Там же дана характеристика схем и область применения. При этом область применения схем определяется номинальным напряжением, количеством присоединяемых линий и стороной подстанции, к которой относится распределительное устройство (высшего или среднего напряжения).

       Нетиповые главные схемы могут применятся только в случае специального технико-экономического обоснования. Как правило, нетиповые схемы применяют при реконструкции и эксплуатации действующих подстанций.

Выбор схем распределительных устройств.

Для радиальной схемы электроснабжения.

      Подстанции 1,3,4 выберем схему №4 [6, с. 317] – два блока с отделителями и неавтоматической перемычкой со стороны линии, с областью примененния: напряжение 35-220 кВ, сторона подстанции ВН, количество присоединяемых линий-2. 

      Для подстанции 2 выберем схему №7 [6, с. 318] – четырехугольник (напряжение 220-750 кВ, сторона подстанции ВН, количество присоединяемых линий – 2) на стороне высшего напряжения. Схему №12 [6, c.318]– одна секционная система шин с обходной с отдельными секционным и обходным выключателями (напряжение 110-220 кВ, сторона подстанции ВН, СН, количество присоединяемых линий – 5-13).

Для смешанной схемы электроснабжения.

      Подстанции 4 выберем схему №4 [6, с. 317] – два блока с отделителями и неавтоматической перемычкой со стороны линии, с областью примененния: напряжение 35-220 кВ, сторона подстанции ВН, количество присоединяемых линий-2. 

      Для подстанции 2 выберем схему №7 [6, с. 318] – четырехугольник (напряжение 220-750 кВ, сторона подстанции ВН, количество присоединяемых линий – 2) на стороне высшего напряжения. Схему №12 [6, c.318]– одна секционная система шин с обходной с совмещенным секционным и обходным выключателем (напряжение 110-220 кВ, сторона подстанции ВН, СН, количество присоединяемых линий – до 4).

     Подстанции 1,3 – схема №5 [6, с.318] – Мостик с выключателем в перемычке и отделителями в цепях трансформаторов (напряжение 35-220 кВ, сторона подстанции ВН, количество присоединяемых линий – 2).

     Схемы с нанесением линий и подстанций во взаимосвязи, а также выключателей, отделителей и разъединителей распределительных устройств приведены в графической части.

5. Технико-экономическое сравнение вариантов

        Задачей технико-экономического сравнения является выбор наилучшего из двух рассматриваемых. Критерием этого является минимум приведённых затрат, определяемых по формуле

З = p_н×К + И,

где  p_н – нормативный коэффициент эффективности капитальных вложений,        

               принимаемый равным 0,12;

       К– капитальные затраты на сооружение сети;

      И – годовые эксплуатационные расходы.

Определение капитальных затрат.

      В капитальные затраты на сооружение сети входят стоимость линий и подстанций

К = К_Л + К_ПС. В состав последних включается стоимость трансформаторов, ячеек выключателей и отделителей и постоянные затраты.

     Стоимость линий определяется их длиной, номинальным напряжением, материалов и типом опор, районом по гололёду и сечением проводов.

     Стоимость трансформаторов зависит от их количества, типа, мощности и напряжения.

     Стоимость остальных элементов, составляющих распределительные устройства (РУ), определяется схемой РУ, количеством и напряжением выключателей или отделителей. При выполнении проекта стоимость РУ напряжением 110 кВ учитывать не будем.

      Определение годовых эксплуатационных расходов.

    В их состав входят соответствующие расходы в линии И_Л и подстанции И_ПС. Каждую из этих составляющих можно найти по формуле

И = И_А + И_Э + И_DW ,

где  И_А   – издержки на амортизацию линий или подстанций;

       И_Э   – издержки на эксплуатацию;

       И_DW – издержки, связанные с потерями электроэнергии в линиях или

                  трансформаторах.

     Издержки на амортизацию определяются по норме отчислений на амортизацию от капитальных затрат соответственно для линий и трансформаторов И_А = р_а%×К/100. Значения р_а даны в [1, с. 315].

     Издержки на эксплуатацию находятся аналогично И_А. При этом величины р_э даны там же, что и р_а.

     Издержки на возмещение потерь электроэнергии рассчитываются по величине потерь электроэнергии, DW и их стоимости з_э. При этом для линий и трансформаторов они находятся несколько различно.

     В линиях учитываются только потери электроэнергии в активном сопротивлении, рассчитанные для нормального режима работы сети. Величину стоимости 1 кВт×ч потерянной энергии з_э можно найти в [1, c.317] в зависимости от времени использования максимальной нагрузки линии T_M. В результате И_DWл = DW_л×з_э.