Приближенное определение величины рационального напряжения осуществляется по номограммам в зависимости от передаваемой мощности , длины питающих линий , схемы питания, конструктивного выполнения линии и стоимости электрической энергии.

7.2 Выбор рационального напряжения распределительной сети

Выбор напряжения распределительной сети тесно связан с решением вопросов электроснабжения предприятия. Окончательное решение принимают в результате технико-экономического сравнения вариантов, учитывающих различное сочетание напряжений отдельных звеньев системы.

С применением схем глубокого ввода напряжение первых ступеней распределения электроэнергии возросло до 220 кВ. Широкому распространению напряжения 110 кВ для небольших и средних по мощности предприятий способствует выпуск силовых трансформаторов с минимальной мощностью 2500 кВА. Более высокое номинальное напряжение и отсутствие промежуточных трансформаций значительно сокращают потери электроэнергии в системе электроснабжения.

Напряжение 35 кВ применяют для питания предприятий средней мощности и для распределения электроэнергии на первой ступени электроснабжения таких предприятий при помощи глубоких вводов.

На предприятиях большой мощности напряжение 35 кВ нерационально использовать в качестве основного. Оно может быть применено для питания потребителей электроэнергии, имеющих номинальное напряжение 35 кВ, и для питания удаленных приемников электроэнергии.

Преимущество напряжения 20 кВ по сравнению с напряжением 35 кВ заключается в более простом устройстве сети и более дешевых коммутационно-защитных аппаратах.

По сравнению с напряжением 10 кВ при напряжении 20 кВ снижаются потери электроэнергии в элементах системы электроснабжения и токи КЗ в сетях. Однако напряжение 20 кВ, как и напряжение 35 и 10 кВ; нецелесообразно применять в качестве основного напряжения для первых ступеней электроснабжения больших по мощности предприятий. Здесь возникает необходимость в более высоких напряжениях.

Необходимо отметить, что, несмотря на имеющиеся преимущества, применение напряжения 20 кВ сдерживается отсутствием электрооборудования на это напряжение.

Напряжения 10 и 6 кВ широко используют на промышленных предприятиях: на предприятиях малой и средней мощности - для питающих и распределительных, сетей; на крупных предприятиях - на второй и последующих ступенях распределения электроэнергии.

Напряжение 10 кВ является более экономичным по сравнению с напряжением 6 кВ. Напряжение 6 кВ допускается применять только в тех случаях, если на предприятии преобладают приемники электроэнергии с номинальным напряжением 6 кВ (т.е. их расчетная нагрузка составляет 30-40% и более от суммарной расчетной нагрузки предприятия) или когда значительная часть нагрузки предприятия питается от заводской ТЭЦ, где установлены генераторы напряжением 6 кВ.

Лекция 8. Технико-экономические расчеты в электроснабжении

Технико-экономические расчеты выполняют для выбора:

1) наиболее рациональной схемы электроснабжения цехов и предприятия в целом;

режима работы трансформаторов ГПП и ТП;

рациональных напряжений в системе внешнего и внутреннего электроснабжения предприятия;

экономически целесообразных средств компенсации реактивной мощности и мест размещения компенсирующих устройств;

электрических аппаратов и токоведущих устройств;

сечений проводов, шин и жил кабелей;

целесообразной мощности собственных электростанций и генераторных установок в случае их необходимости;

трасс и способов прокладки электросетей с учетом коммуникаций энергохозяйства в целом.

Целью технико-экономических расчетов является определение оптимального варианта схемы, параметров электросети и ее элементов. Для систем электроснабжения промышленных предприятий характерна многовариантность решения задач, которая обусловлена широкой взаимозаменяемостью технических решений.

При технико-экономических расчетах систем промышленного электроснабжения соблюдают следующие условия сопоставимости вариантов:

технические, при которых сравнивают только взаимозаменяемые варианты при оптимальных режимах работы и оптимальных параметрах, характеризующих каждый рассматриваемый вариант;

экономические, при которых расчет сравниваемых вариантов ведут применительно к одинаковому уровню цен и одинаковой достижимости принятых уровней развития техники с учетом одних и тех же экономических показателей, характеризующих каждый рассматриваемый вариант.

При разной надежности сравниваемых вариантов дополнительно учитывают народнохозяйственный ущерб от снижения надежности.

Каждый рассматриваемый вариант должен соответствовать требованиям, предъявляемым к системам промышленного электроснабжения соответствующими директивными материалами, отраслевыми инструкциями и ПУЭ.

В технико-экономических расчетах используют укрупненные показатели стоимости (УПС) элементов системы электроснабжения, а также УПС сооружения подстанций в целом.

В УПС не включены некоторые статьи расхода, поэтому их не применяют для определения реальной стоимости сооружения объекта, а используют при сравнительных расчетах вариантов.

В соответствии с существующей методикой технико-экономических расчетов в качестве основного метода оценки рекомендуется метод срока окупаемости. В этом случае показателями являются капитальные вложения (затраты) и ежегодные (текущие) эксплуатационные расходы.

Экономические (стоимостные) показатели в большинстве случаев являются решающими при технико-экономических расчетах. Однако, если рассматриваемые варианты равноценны в отношении стоимостных показателей, предпочтение отдают варианту с лучшими техническими показателями.

При экономических расчетах для сравнения двух вариантов используют метод срока окупаемости, лет,

где - капитальные вложения в вариантах 1 и 2, тыс. руб.; - ежегодные эксплуатационные расходы, тыс. руб/год, в тех же вариантах.

Вычисленный срок окупаемости сравнивают с нормативным T_н=7ч8 лет. При Т_ок=Т_н сравниваемые варианты считают равноэкономичными, при Т_ок<Т_н экономичным будет вариант с большими капитальными вложениями и меньшими годовыми эксплуатационными расходами; при Т_ок>Т_н экономичнее будет вариант с меньшими капитальными вложениями и большими годовыми эксплуатационными расходами.

При сравнении двух вариантов не всегда возникает необходимость в использовании срока окупаемости. Так, например, если один вариант имеет меньшие ежегодные эксплуатационные расходы и требует меньших капиталовложений (С_э1<С_э2, К₁<К₂), то он является экономически более выгодным. В варианте с равными капиталовложениями и разными эксплуатационными расходами наиболее экономичным будет вариант с меньшими эксплуатационными расходами. Если же капитальные вложения различны, а эксплуатационные расходы одинаковы, то предпочтение следует отдавать варианту с меньшими капитальными затратами.

При рассмотрении трех и более вариантов критерием экономичности является минимум приведенных затрат, тыс. руб./год,

где - нормативный коэффициент экономической эффективности, равный 0,125; - единовременные капитальные вложения, тыс. руб. (в общем случае состоят из капитальных затрат на сооружение питающих линий , установку высоковольтной аппаратуры и установку силовых трансформаторов ); - ежегодные эксплуатационные расходы тыс. руб./год ( где - коэффициенты отчисления соответственно на амортизацию и текущий ремонт; - стоимость потерь электроэнергии, тыс. руб./год).

Если сравниваемые варианты отличаются по надежности, а также не обеспечивают одинакового качества электроэнергии у потребителей, то при определении приведенных затрат дополнительно следует учитывать вероятный ежегодный ущерб от перерывов электроснабжения потребителей и математическое ожидание ущерба от снижения качества электроэнергии

Значение может быть определено из выражения

где - количество недоотпущенной электроэнергии; - средний ущерб.

При выборе схемы внешнего электроснабжения промышленного предприятия на основе технико-экономических расчетов определяют сечения проводов и жил кабелей питающих линий и рациональное напряжение.

Экономически целесообразное сечение определяют в результате сопоставления приведенных затрат для линий, имеющих различное сечение. За основу принимают стандартное сечение, выбранное по техническим условиям. Дополнительно рассматривают стандартные ближайшее большее и ближайшее меньшее сечения. Для каждого сечения определяют приведенные затраты, а затем строят зависимость

При выраженном минимуме зависимости экономически целесообразное нестандартное сечение определяют по трем точкам в соответствии с формулой

где - стандартное сечение линии, имеющей минимальные приведенные затраты; - стандартное ближайшее меньшее и ближайшее большее сечения линий;

- приведенные затраты, соответствующие линиям с сечениями

По принимают ближайшее стандартное сечение, которое не должно быть меньше сечения, выбранного по техническим условиям.

Кривая приведенных затрат может и не иметь ярко выраженного минимума. В этом случае стандартное экономически целесообразное сечение выбирают из определенного интервала, соответствующего изменению приведенных затрат в пределе

Рациональное напряжение для сетей, питающих предприятие, также выбирают по приведенным затратам. Нестандартное рациональное напряжение определяют по формуле

где

- приведенные затраты по вариантам 1, 2, 3; - стандартные напряжения вариантов 1, 2, 3.

По нестандартному напряжению выбирают рациональное стандартное напряжение. При этом учитывают технические показатели оборудования, перспективы роста нагрузок и преимущества более высокого напряжения с точки зрения развития предприятия. Окончательный вариант внешнего электроснабжения предприятия принимают в результате сравнения технико-экономических вариантов, учитывающих различное сочетание напряжений внешнего и внутризаводского электроснабжения.

Размещено на Allbest.ru