Стоимость ежегодных потерь электроэнергии в питающих линиях

С_пл = С_о ^. А_л,, (58)

где С_о - стоимость 1 кВт-ч электроэнергии (см.задание).

Стоимость амортизационных отчислений

С_ал + С_ав = _л К_л +_в К_в , (59)

где _л , _в - норма ежегодных амортизационных отчислений для линий и выключателей, соответственно, % /6, с.68/.

Расчет технико-экономических показателей трансформаторов связи с энергосистемой

а) Капитальные затраты.

Стоимость двух трансформаторов при наружной установке /4, с.132-139/

К_т = 2 К_от , (60)

Стоимость двух вводов с отделителями и короткозамыкателями, устанавливаемых в открытом распределительном устройстве (ОРУ)

К_ок = 2 К_оок , (61)

Здесь К_от и К_оок - единичная стоимость трансформатора и одного ввода с отделителем и короткозамыкателем, соответственно,т.р.

Суммарные капитальные затраты

К = К_т + К_ок , (62)

б) Эксплуатационные расходы.

С_э = С_пт + С_ат+ С_аок , (63)

где С_пт - стоимость потерь электроэнергии в трансформаторах, т.р.;

С_ат и С_аок - стоимость амортизационных отчислений от К_т и К_ок , соответственно, т.р.

Приведенные потери мощности в трансформаторах составляют

Р’_т =2 (Р’_хх + К_з² Р’_к.з ), (64)

где Р’_хх и Р’_к.з - приведенные потери активной мощности трансформатора при холостом ходе и коротком замыкании, соответственно, учитывающие потери активной мощности как в самом трансформаторе, так и создаваемые им в элементах всей системы электроснабжения в зависимости от реактивной мощности, потребляемой трансформатором, кВт.

Р’_хх =Р_хх + К_ип Q_хх = Р_хх + К_ип S_т.ном I_xx % / 100, (65)

Р’_к.з =Р_к.з. + К_ип Q_к.з = Р_к.з + К_ип S_т.ном U_к.з % / 100, (66)

Здесь К_ип - коэффициент изменения потерь, изменяющийся в пределах от 0,02 до 0,12 /3, т.1, с.315/.

Стоимость потерь электроэнергии в трансформаторах связи

C_пт = 2 С₀ (Р’_хх Т_вкл + К_з² Р’_к.з ), (67)

где Т_вкл - время включения трансформатора под напряжение, принимаемое обычно равным 8760 часов.

Суммарные ежегодные эксплуатационные расходы

С_э = С_пт +_тК_т + _окК_ок , (68)

2.4.2 Технико-экономические расчеты при выборе вариантов схем внутреннего электроснабжения

Для выбора рациональной системы внутреннего электроснабжения необходимо:

1) с учетом картограммы нагрузок, расположения цеховых трансформаторных подстанций и низковольтных распределительных устройств наметить схемы внутреннего электроснабжения. Они могут быть радиальными, магистральными или смешанными в зависимости от территориального размещения нагрузок, их величины, требуемой бесперебойности питания и других факторов;

2) для рассматриваемых схем внутреннего электроснабжения намечаются рациональные напряжения распределительных сетей. Следует рассматривать не более двух вариантов по напряжению с учетом решений, принятых для системы внешнего электроснабжения;

3) для рассматриваемых схем определить технико-экономические показатели.

В целях уменьшения объема расчетов в курсовом проекте допускается выбирать сечение распределительных сетей только по техническим условиям, т.е. по допустимой нагрузке с учетом допустимых перегрузок и потере напряжения для наиболее длинных и загруженных линий.

Учитывая, что при двух-трех сравниваемых схемах в двух-трех вариантах номинального напряжения количество вариантов распределительной сети велико, целесообразно ввести такое упрощение: первоначально сравнить намеченные схемы при номинальном напряжении 10 кВ. Предварительный выбор именно этого напряжения обусловлен тем, что оно обеспечивает большую экономию цветного металла и электроэнергии по сравнению с напряжением 6 кВ. Напряжение 20 кВ, хотя и введено,но не имеет широкого применения из-за ограниченного наличия электрооборудования и кабелей. Применение напряжения 35 кВ в распределительной сети предприятия следует рассматривать только при возможности создания как внешнего, так и внутреннего электроснабжения по сети 35 кВ без ГПП.

Получив технико-экономические показатели сравниваемых схем при U_ном = 10 кВ, следует выбирать такую, которая обеспечивает наименьшие приведенные затраты. Далее, только для этой схемы, необходимо определить технико-экономические показатели при U_ном = 6 кВ.

Приведем здесь некоторые рекомендации по выбору схем внутреннего электроснабжения:

1) радиальные схемы, как правило, следует применять в случаях размещения нагрузок в различных направлениях от источника питания, ударной нагрузки или питания мощных РП при кабельных сетях;

2) магистральные схемы при напряжении 6-10 кВ следует применять при благоприятном расположении нагрузок в одном направлении от источника питания без длинных обходов, а также в случаях, когда магистральные схемы имеют технико-экономические преимущества по сравнению с другими схемами;

3) сооружение РП, как правило, целесообразно при числе отходящих линий не менее 8-10;

4) суммарная мощность секций РП должна по возможности обеспечивать полное использование пропускной способности головных выключателей линий, питающих эти секции;

5) одноступенчатые радиальные схемы следует применять на небольших предприятиях и на крупных предприятиях для питания

больших сосредоточенных нагрузок (насосные, компрессорные и т.п.); двухступенчатые радиальные схемы следует применять на крупных и средних предприятиях;

6) РП и другие коммутационные узлы без преобразования энергии следует размещать на границе питаемых ими участков сети, чтобы не было обратных перетоков энергии;

7) к одной магистрали 6-10 кВ при кабельной прокладке можно подключать 2-3 трансформатора мощностью 1000-1600 кВА каждый и 3-4 трансформатора при единичной мощности 250-630 кВА;

8) магистральные схемы с двумя и более параллельными магистралями могут применяться для потребителей любой категории;

9) при проектировании следует предусматривать, как правило, комплектные подстанции и комплектные распределительные устройства (КРУ) напряжением до и выше 1000 В.

Выкатные КРУ рекомендуется применять в следующих случаях:

а) в наиболее сложных крупных и ответственных установках, в которых необходимо иметь быструю взаимозаменяемость при повреждении выключателя;

б) в рабочих электроустановках с числом камер более 15-20.

Комплектные стационарные камеры одностороннего обслуживания (КСО) рекомендуется применять:

а) при простых схемах и аппаратах коммутации;

б) для временных электроустановок;

в) при реконструкции и расширении предприятия с установленными в нем ранее камерами КСО;

г) если камеры КСО представляют удобства при выводе воздушных линий или токопроводов.

Схемы коммутаций цеховых трансформаторных подстанций должны, как правило, проектироваться без сборных шин первичного напряжения как при радиальном, так и при магистральном питании.

Схемы подстанций должны строиться с применением одной системы шин, резкого ограничения двух систем шин, широкого применения “блочных схем” и “бесшинных” подстанций, простых и дешевых аппаратов.

В проекте необходимо привести описание рассматриваемых вариантов распределительной сети с нанесением их на генплан предприятия.

На рисунке Б.4 в качестве примера приведена распределительная сеть 6-10 кВ предприятия с размещением ТП и РУ.

Расчет технико-экономических показателей вариантов схем внутреннего электроснабжения

а) Определение расчетных нагрузок линий распределительной

сети 6-35 кВ.

Расчетные нагрузки линий распределительной сети 6-20 кВ по каждому варианту определяются по расчетным нагрузкам на шинах высшего напряжения ТП или шинах РУ (таблицы 2.9-2.10) с учетом компенсации реактивной мощности на стороне высокого напряжения. При решении вопроса компенсации реактивной мощности на стороне ВН нужно учитывать следующее: 1) согласно /I/ не рекомендуется применение батарей конденсаторов на напряжение 6-10 кВ единичной мощностью менее 400 квар, если присоединение выполняется с помощью отдельного выключателя; если же присоединение конденсаторов осуществляется через общий выключатель с силовым трансформатором или другим электроприемником, то оптимальная единичная мощность батареи снижается до 100 квар; 2) не рекомендуется устанавливать конденсаторы напряжением 6-10 кВ на цеховых подстанциях не имеющих распределительного устройства 6-10 кВ, т.е. на тех подстанциях, где трансформаторы присоединены наглухо или только через разъединитель.

Результаты расчетов по определению расчетных нагрузок линий сети 6-20 кВ удобно представить в таблице 2.14.

Таблица 2.14 - Расчетные нагрузки линии сети

Вариант	Номер	Назначение	Потребители	Длина	Расчетная мощность
схемы	линии	линии	эл.энергии	линии, км	Рр.в, кВт	Qр.в, квар

Продолжение таблицы 2.14

сos  tg 	Qкв, квар	Число и мощность конденсаторных установок	Q^’р.в, квар	S’р.в, кВА	J’р.в, А	Примеча-ния

б) Выбор выключателей конца питающих линий 6-20 кВ и линий, отходящих от ГПП (ГРП).

По каждому варианту производится предварительный выбор выключателей по U_ном, I_ном.дл. и S_{ном.откл} согласно расчетной схеме (рисунок Б.3, расчетная точка КЗ - К-2). Порядок расчета тока КЗ был нами рассмотрен ранее.

Для выключателей В₂, В₃, В₄ и линий, отходящих от шин, выбирают предварительно выключатель с номинальными расчетными данными.

в) Определение сечений кабельных линий распределительной сети.

Выбор сечения кабельных линий распределительной сети 6-20 кВ производится по методике, изложенной выше. В проекте для уменьшения объема расчетов разрешается выбор производить только по допустимой нагрузке по условиям нагрева, а также по допустимой потере напряжения для наиболее загруженных и длинных линий. Расчет удобно представить в таблице 2.15.

Таблица 2.15 - Расчетные сечения проводов

Вариант схемы	Номер линии	Назначение линии	Кол-во кабелей,	Расчетная нагрузка на 1 кабель		Длина линии,	Способ прокладки
			шт	Ip , A	Iмакс.раб	км
1	2	3	4	5	6	7	8

Поправочные коэффи-циенты прокладки кабеля		Марка и сечение кабеля, выбранное по	Допустимая нагрузка на 1 кабель		Приме-чание
К1	К2	условиям допустимого нагрева	Iдоп, А	1,3 Iдоп, А
9	10	11	121	13	14

г) Расчет технико-экономических показателей вариантов схем внутреннего электроснабжения

Для сокращения расчетов часть элементов, технико-экономические показатели которых мало изменяются от вариантов к варианту, можно исключить из рассмотрения: трансформаторы 620/0,40,66 кВ цеховых подстанций, разъединители и предохранители со стороны ВН (6-20 кВ) цеховых трансформаторов, кабельные линии длиной 0,03 км, питающие трансформаторы 6-20 кВ РУ, совмещенных с ТП.

Расчет технико-экономических показателей схем внутреннего электроснабжения по отдельным вариантам целесообразно вести в таблице 2.16.

Таблица 2.16 - Технико экономические показатели внутреннего электроснабжения