- •1 Анализ условий потребления, контроля и оплаты реактивной мощности и энергии в системе тягового электроснабжения
- •2 Выбор мощности конкретных компенсирующих установок и их размещение в системе тягового электроснабжения
- •2.1 Определение входного сопротивления каждой тяговой подстанции до шин 27,5 кВ.
- •2.1.1 Расчет входного (узлового) сопротивления до шин высокого напряжения тяговых подстанций.
- •2.1.2 Определение сопротивлений трансформаторов тяговых подстанций.
- •2.2 Выбор мощности компенсирующих установок и размещение их в системе тягового электроснабжения.
- •3 Определение параметров компенсирующих установок
- •4 Определение потерь электроэнергии за год в трансформаторах тяговых подстанций
- •4.1 Расчет средних токов и эффективных токов в обмотках трансформаторов тяговых подстанций.
- •4.1.1 Расчет средних токов плеч питания тяговых подстанций
- •4.1.2 Определение углов сдвига фазы между средним током и напряжением плеча питания.
- •4.2 Определение среднегодовых потерь мощности в трансформаторах тяговых подстанций.
- •5 Определение потерь электроэнергии за год в линиях электропередач
- •5.1 Расчет средних значений фазных токов, протекающих по участкам линий электропередач.
- •5.2 Определение среднегодовых потерь мощности на участках линии электропередачи.
- •6 Оценка экономической эффективности от применения компенсирующих установок
- •7 Определение установившегося отклонения напряжения на шинах заданной тяговой подстанции.
- •11,869 %
5.2 Определение среднегодовых потерь мощности на участках линии электропередачи.
Основные потери мощности в линиях электропередачи 110-220 кВ – это нагрузочные (переменные) потери. Потери на корону (постоянные потери) в линиях электропередачи данных классов напряжений не учитываются в расчетах.
Тогда суммарные среднегодовые потери мощности на участках ЛЭП для одной фазы рассчитываются по выражению, кВт:
, (5.4)
где j– номер участка ЛЭП;m– число участков ЛЭП;,- средние значения соответственно активных и реактивных составляющих фазного тока наj-м участке ЛЭП, А;,- коэффициенты формы графика соответственно активных и реактивных нагрузок для одной фазы ЛЭП.
Коэффициенты ,необходимо определять для каждого участка ЛЭП, но в связи с тем, что в системе тягового электроснабжения коэффициенты формы графиков активной и реактивной нагрузки фаз обмоток ВН трансформатора подстанции изменяются в узких пределах, то для всех участков ЛЭП можно использовать одинаковые значения данных коэффициентов, определяемые по формулам:
; (5.5)
. (5.6)
После расчета суммарных среднегодовых потерь мощности для одной фазы ЛЭП определяют суммарные потери активной электроэнергии в ЛЭП без КУ и с включением КУ за год по формуле, кВт⋅ч:
(5.7)
Произведем расчет переменных потерь для фазы А при отключенном КУ.
Для остальных фаз расчет подобен.
Сведем расчеты в таблицу 5.4.
После расчета суммарных среднегодовых потерь мощности для одной фазы ЛЭП определяют суммарные потери активной электроэнергии в ЛЭП без КУ и с включением КУ за год по формуле,:
, (5.7)
Потери при отключенном КУ.
Таблица 5.4 – Потери мощности в линиях электропередач
Состояние КУ |
Потери |
Фазы | ||
Фаза А |
Фаза В |
Фаза С | ||
КУ отключено |
1436,226146 |
451,081075 |
1850,319424 | |
32741609,41 | ||||
КУ включено |
8164,681809 |
1763,20242 |
3141,281654 | |
114485893,1 |
Значение сэкономленной энергии:
Вывод.Потери в линиях электропередач при установке КУ больше, чем при отсутствии КУ, значение сэкономленной энергии отрицательно, из чего следует, что установка КУ в данной системе электроснабжения не эффективна.
6 Оценка экономической эффективности от применения компенсирующих установок
Экономическим критерием, которым определяется эффективности применения КУ, являются ежегодные приведенные затраты, тыс.р./год, вычисляемые по формуле:
(6.1)
где - нормативный коэффициент сравнительной эффективности капитальных вложений. Для устройства электроэнергетики –;– единовременные капитальные вложения в КУ, тыс.р.;- стоимость реактивной электроэнергии за год, тыс.р.;,- ежегодные издержки (расходы) соответственно на амортизацию и обслуживание КУ, тыс.р.;- стоимость (издержки) потерь активной электроэнергии за год в системе тягового электроснабжения, тыс.р.
Данные приведенные затраты сравниваются с ежегодными приведенными затратами для варианта отсутствия КУ:
. (6.2)
Если ежегодные приведенные затраты при отсутствии КУ больше приведенных затрат при применении КУна 8 – 10 % и выше, то применение КУ в СТЭ считается экономически выгодным.
Расчет приведенных затрат проводится в следующем порядке.
Находят капитальные вложения в компенсирующие установки по укрупненным показателям стоимости строительства (УПСС), тыс. р.:
, (6.3)
где– стоимостьустановленной мощности КУ,,;–повышающий коэффициент, учитывающий увеличение цен по сравнению с 1990 г.;– коэффициент, учитывающий наличие второго реактора в k-й КУ. При параллельном соединении, при последовательном –.
Рассчитывают издержки на амортизацию и обслуживание КУ:
; (6.4), (6.5)
где ,– норма отчислений соответственно на амортизацию и обслуживание, %. Для КУ –,.
Определяют стоимость реактивной электроэнергии за год, тыс. р., оплачивается величина потребленной реактивной энергии сверх экономического значений реактивной энергии по цене 8% от тарифа на активную электроэнергию, тыс.руб.:
без компенсирующих установок
; (6.6)
при применении компенсирующих установок
; (6.7)
где – тариф на активную электроэнергию,, принимается согласно исходным данным,– время работы КУ,,при постоянном включении КУ.
На основании результатов расчетов по разделам 4 и 5 определим стоимость (издержки) потерь активной электроэнергии за год в СТЭ,:
без компенсирующих установок
; (6.8)
при применении компенсирующих установок
; (6.9)
Найдем капитальные вложения в компенсирующие установки по укрупненным показателям стоимости строительства:
;
Издержки на амортизацию и обслуживание КУ равны:
;
;
Стоимость реактивной электроэнергии за год:
без компенсирующих установок
при применении компенсирующих установок
Стоимость потерь активной электроэнергии за год в СТЭ:
без компенсирующих установок
;
при применении компенсирующих установок
;
Ежегодные приведенные затраты при установке КУ:
Ежегодные приведенные затраты при отсутствии КУ:
.
Сэкономленные затраты найдем как разность затрат без использования КУ и с использованием КУ:
Вывод.Так как затраты при установке КУ больше, чем при их отсутствии, то применении КУ считается экономически не выгодным.