Предварительный выбор сечения линии электропередачи (ЛЭП).

Будем определять сечение для каждого из вариантов электроснабжении:

1) ВЛ – 110 кВ;

2) ВЛ – 35 кВ.

ВАРИАНТ 1.

Экономическое сечение провода линии

q_эк = I_p/(2*j_эк)

где I_р – расчетный ток линии;

j_ЭK – экономическая плотность тока.

Расчётный ток линии

I_р =

где S_p – полная расчётная мощность нагрузки;

U – напряжение сети внешнего электроснабжения.

По табл. П.2.1 для голых алюминиевых проводов, в соответствии с временем использования максимума (Т_м = 7100ч) и местом расположения исследуемого предприятия выбираем экономическую плотность тока j_ЭK = 1, 0 А/мм².

Определим полную расчетную мощность нагрузки .

Q_p=P_pвн*K_м.р.*tgφ _вн+P_pнн*K_м.р.*tgφ _нн=2, 605*0, 62*1, 1+1, 01*0, 75*1=3, 24 кВАp

Для ВЛ1 и ВЛ2:

I_р =

q_эк = 25, 6/(2*1, 0) = 12, 8 мм².

Округляем полученное значение до ближайшего. Выбираем из стандартного ряда значений по П.2.3 q_CT=70 мм², провод АС-70.

Проверим по допустимому току.

Выбираем из стандартного ряда сечение q_ст=70 мм² по табл. П.2.3, для которого допустимый ток I_доп=265 А.

Условие выбора по допустимому току

,

где - допустимый ток с учетом поправочных коэффициентов;

– расчетный (номинальный) ток.

,

где - поправочный коэффициент, учитывающий влияние окружающей среды,

- поправочный коэффициент.

По табл. П.2.12 для воздуха при нормированной температуре 25⁰С и фактической (среднегодовой для Республики Башкортостан, 9.9⁰С) 10⁰С Для одного кабеля по табл. П.2.11 .

Так как , следовательно, условие проверки по допустимому току выполняется.

Выбираем АС-70.

ВАРИАНТ 2 (ВЛ-35 кВ).

Экономическое сечение провода линии

q_эк = I_p/(2*j_эк)

где I_р – расчетный ток линии;

j_ЭK – экономическая плотность тока.

Расчётный ток линии

I_р =

где S_p – полная расчётная мощность нагрузки;

U – напряжение сети внешнего электроснабжения.

По табл. П.2.1 для голых алюминиевых проводов, в соответствии с временем использования максимума (Т_м = 7100ч) и местом расположения исследуемого предприятия выбираем экономическую плотность тока j_ЭK = 1, 0 А/мм².

I_р =

q_эк = 80, 6/(2*1, 0) = 40, 3 мм².

Округляем полученное значение до ближайшего. Выбираем из стандартного ряда значений по П.2.3 q_CT=120 мм², провод АС-120.

Проверим по допустимому току.

Выбираем из стандартного ряда сечение по табл. П.2.3, для которого допустимый ток

Условие выбора по допустимому току

,

где - допустимый ток с учетом поправочных коэффициентов;

– расчетный (номинальный) ток.

,

где - поправочный коэффициент, учитывающий влияние окружающей среды,

- поправочный коэффициент.

По табл. П.2.12 для воздуха при нормированной температуре 25⁰С и фактической (среднегодовой для Республики Башкортостан, 9.9⁰С) 10⁰С Для одного кабеля по табл. П.2.11 .

Так как I_p.max=229, 24 А, следовательно, условие проверки по допустимому току выполняется.

Выбираем АС-120.

Технико-экономическое сравнение вариантов.

Экономическим критерием, по которому определяют наивыгоднейший вариант, является минимум приведенных (к одному году) затрат. Если намеченный срок строительства не более одного года, а ежегодные затраты на эксплуатацию постоянны, то приведенные затраты З определяются по формулам З= Е_н * К + И,

где Е_н - нормативный коэффициент капиталовложений, равный 0, 12;

К - единовременные капиталовложения по рассматриваемому варианту;

И - ежегодные издержки (эксплуатационные расходы) при нормальное эксплуатации.

Ежегодные издержки определяются по выражению

И = И_а +И_p +И_п,

где И_а- амортизационные отчисления;

И_p - расходы на эксплуатацию;

И_п - стоимость потерь электроэнергии

Амортизационные отчисления включают издержки на капитальный ремонт и на накопление средств, необходимых для замены (реновации) изношенного и морально устаревшего оборудования. Определяются по формуле

И_а =Е_а * К,

где Е_а – коэффициент (норма) амортизационных отчислений.

Расходы на эксплуатацию содержат отчисления на текущий ремонт и обслуживание. Обычно учитываются только отчисления на текущий ремонт, так как заработная плата и другие расходы на обслуживание одинаковы.

При этом И_p =Е_тр* К,

где Е_тр – коэффициент (норма) отчислений на текущий ремонт.

Для рассматриваемых вариантов единовременные капиталовложения определяем по выражению

(4.2)

где К_ВЛ – УПС ВЛ;

К_Т – УПС трансформаторов;

К_ОРУ – УПС ОРУ с выключателями;

К_ВВ – УПС вводного выключателя.

Стоимость сооружения ВЛ

(4.3)

где К_ВЛ0 – стоимость сооружения 1 км ВЛ;

l – длина питающей линии.

Стоимость потерь электроэнергии в электрической сети определяется так

И_n=C₀*Δ W= ,

где С_о - стоимость потерь электроэнергии, в рублях на кВт*ч;

Δ W=τ _м* Δ P_м- потери электроэнергии.

Стоимость потерь электроэнергии определяется для каждой энергосистемы по действующему тарифу в зависимости от годового числа часов использования максимума нагрузки T_м по выражнию

где α - основная ставка двухставочного тарифа, в рублях за кВт ч;

b - дополнительная плата за 1 кВт*ч в копейках, принимается по прейскуранту 0, 9-01 «Тарифы на электрическую и тепловую энергию».

Число часов использования максимума потерь τ _м зависит от числа часов использования максимума нагрузки T_м и коэффициента мощности нагрузки. Его приближенное значение при cosφ =0, 8 можно определить по формуле

τ _м = (0, 124 + Т_м/10000)² * 8760.

Активное сопротивление линии

R_вл = R₀ * l,

где R_o - удельное активное сопротивление линии, Ом/км;

1 - длина линии, км.

Индуктивное сопротивление линии

X_вл=X₀*l,

где X₀ – удельное индуктивное сопротивление линии, Ом/км;

l – длина линии, км.

ВАРИАНТ 1 (ВЛ-110 кВ).

Активное сопротивление линии

R_вл = R₀ * l=0, 429*0, 5=0, 2145 Ом;

Индуктивное сопротивление линии

X_вл=X₀*l=0, 44*0, 5=0, 22 Ом.

Число часов использования максимума потерь

τ _м = (0, 124 + Т_м/10000)² * 8760=(0, 124+7100/10000)²*8760=6093, 07.

Стоимость потерь электроэнергии

где α =36 - основная ставка двухставочного тарифа, в рублях за кВт ч;

b=0, 9 - дополнительная плата за 1 кВт*ч в копейках, принимается по прейскуранту 0, 9-01 «Тарифы на электрическую и тепловую энергию».

Стоимость потерь электроэнергии в электрической сети И_n=C₀*Δ W= .

По таблице П.3.5 стоимость воздушной линии с проводом АС-70 на железобетонных двухцепных опорах K_вл0=15, 9 тыс.руб./км.

Полная стоимость сооружения ВЛ:

K_вл=15, 9*0, 5=7, 9 тыс.руб..

По таблице П.3.18 стоимость трехфазного трансформатора с РПН мощностью 6, 3 МВА K_T=49 тыс.руб.

По таблице 3.28 УПС ЗРУ (блок линия – трансформатор с выключателем) на 110 кВ По таблице П.3.28 стоимость ввода с выключателем ВМП

Единовременные капиталовложения:

K=2*7, 9+2*49+2*3, 16+2*2, 18=124, 48 тыс.руб..

И_а =Е_а * К=0, 035*124, 48=4, 3568

И_p =Е_тр* К=0, 005*124, 48=0, 6224

И = И_а +И_p +И_п=4, 3568+0, 6224+0, 0098=4, 989

З= Е_н * К + И=0, 12*124, 48+4, 989=19, 9266 тыс.руб.

ВАРИАНТ 2 (ВЛ-35 кВ).

Активное сопротивление линии

R_вл = R₀ * l=0, 157*0, 5=0, 0785 Ом;

Индуктивное сопротивление линии

X_вл=X₀*l=0, 113*0, 5=0, 0565 Ом.

Число часов использования максимума потерь

τ _м = (0, 124 + Т_м/10000)² * 8760=(0, 124+7100/10000)²*8760=6093, 07.

Стоимость потерь электроэнергии

где α =36 - основная ставка двухставочного тарифа, в рублях за кВт ч;

b=0, 9 - дополнительная плата за 1 кВт*ч в копейках, принимается по прейскуранту 0, 9-01 «Тарифы на электрическую и тепловую энергию».

Стоимость потерь электроэнергии в электрической сети И_n=C₀*Δ W= .

По таблице П.3.4 стоимость воздушной линии с проводом АС-120 на железобетонных двухцепных опорах K_вл0=14, 1 тыс.руб./км.

Полная стоимость сооружения ВЛ: K_вл=14, 1*0, 5=7, 05 тыс.руб..

По таблице П.3.19 стоимость трехфазного трансформатора с РПН мощностью 6, 3 МВА K_T=30, 50 тыс.руб.

По таблице 3.28 УПС ЗРУ (блок линия – трансформатор с выключателем) на 35 кВ По таблице П.3.28 стоимость ввода с выключателем ВМП

Единовременные капиталовложения:

K=2*7, 05+2*30.50+2*3, 16+2*2, 18=85, 78 тыс.руб..

И_а =Е_а * К=0, 035*85, 78=3, 0024

И_p =Е_тр* К=0, 005*85, 78=0, 4289

И = И_а +И_p +И_п=3, 0024+0, 4289+0, 034=3, 46

З= Е_н * К + И=0, 12*85, 78+3, 46=13, 7536 тыс.руб.

Выбираем вариант с меньшими затратами, то есть вариант 2 - (ВЛ-35 кВ).