Курсовой проект

Таблица 19 – Расчет капиталовложений на строительство подстанций для

кольцевой сети

Сеть

№

ПС

Наименование оборудования

Число,

шт

Стоимость, тыс.

руб.

Всего,

тыс. руб.

1 шт.

Всего

Кольцевая

ПС1

ТРДЦН 63000/220

2

14700

29400

139650

ОРУ 220 кВ

2

12500

25000

ОРУ 10 кВ

10

700

7000

ИРМ-10/6,3(12,6)/10

3

12250

36750

Постоянная часть затрат

-

-

41500

ПС2

АТДЦТН 63000/220/110

2

16300

32600

211100

ОРУ 220 кВ

6

12500

75000

ОРУ 10 кВ

5

700

3500

ЛТМН 16000/10

2

6500

13000

Постоянная часть затрат

-

-

87000

ПС3

ТДН 25000/110

2

7100

14200

84800

Подпись и дата

ОРУ 110 кВ (схема 9)

3

7000

21000

ОРУ 10 кВ

3

700

2100

Постоянная часть затрат

-

-

47500

ПС4

ТДН 10000/110

2

4100

8200

78800

ОРУ 110 кВ (схема 9)

3

7000

21000

ОРУ 10 кВ

3

700

2100

Постоянная часть затрат

-

-

47500

Взам. инв. № дубл.

514350

Радиальная электрическая сеть:

𝐾_ПСΣ = 𝐾_ПС ∙ 𝐾_зон = 556350 ∙ 1,3 = 723255 тыс руб

Кольцевая электрическая сеть:

Взам. инв. № подл.

𝐾_ПСΣ = 𝐾_ПС ∙ 𝐾_зон = 514350 ∙ 1,3 = 668655 тыс руб

Экономическим критерием по которому определяют выгодный вариант сети является минимум приведенных затрат, руб/год, вычисленный по формуле:

З_i  Е_н  K_i  И_{i , [5]}

где 𝐸_Н - нормативный коэффициент сравнительной эффективности капитальных вложений (𝐸_Н = 0,12), для приведения кап. затрат к уровню ежегодных издержек.

Подпись и дата

Инв. № подл.

КП.13.03.02.МИЛЕШКИН.00.00.ПЗ

Лист

35

Изм

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

К _i – единовременное капитальное вложение в сооружаемые объекты:

𝐾_рад = 𝐾_ПСΣ + 𝐾_ВЛΣ = 723255 + 871600 = 1595000 тыс. руб.

𝐾_кольц = 𝐾_ПСΣ + 𝐾_ВЛΣ = 668655 + 665000 = 1334000 тыс. руб.

ΣИ − ежегодные эксплуатационные издержки

ΣИ = И_ВЛ + И_ПС + ∆И_потер

Где:

И_ВЛ − ежегодные эксплуатационные издержки в ЛЭП

И_ПС − ежегодные эксплуатационные издержки на ПС

∆И_потер − затраты на возмещение потерь электроэнергии

^𝛼рем ^{+ 𝛼}обслуж

^ИВЛ ⁼ ₁₀₀ ^{∙ 𝐾}ВЛΣ

Где:

𝛼_рем = 0,4%, 𝛼_обслуж = 0,4% [2, табл. 6.2]

^𝛼рем ^{+ 𝛼}обслуж

^ИПС ⁼ ₁₀₀ ^{∙ 𝐾}ПСΣ

Где:

𝛼_рем = 2,9%, 𝛼_обслуж = 2%

Издержки на покрытие потерь электроэнергии в сетях:

^∆Ипотер ^{= ∆𝑊}Σ ^{∙ 𝑐}потр

тыс. руб.

𝑐_потр = 4,2 _{МВт ∙ ч}

− средний тариф для Сибирского Федерального округа [6]

Радиальная сеть

^{𝛼рем + 𝛼обслуж} 0,4 + 0,4

И_ВЛ = ₁₀₀ ∙ 𝐾_ВЛΣ = ₁₀₀ ∙ 871600 = 6973 тыс. руб.

^𝛼рем ^{+ 𝛼}обслуж ^{2,9 + 2}

И_ПС = ₁₀₀ ∙ 𝐾_ПСΣ = ₁₀₀ ∙ 723255 = 35440 тыс. руб.

∆𝑊_Σ = ∆𝑊_пост + ∆𝑊_перем [7]

∆𝑊_пост = ∆𝑃_ХХΣ ∙ 𝑇_вкл = ⁽0,082 + 0,037 + 0,025 + 0,014⁾ ∙ 8760

= 1384 МВт ∙ час [7]

Подпись и дата

Взам. инв. № дубл.

Взам. инв. № подл.

Подпись и дата

Инв. № подл.

КП.13.03.02.МИЛЕШКИН.00.00.ПЗ

Лист

36

Изм

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

^WПЕР учитывают потери в обмотках трансформаторах и ЛЭП.

ЛЭП:

∆𝑊_перем = ∆𝑃 ∙ 𝜏_𝑚𝑎𝑥 [7]

𝜏_𝑚𝑎𝑥 = (0.124 + 0.0001 ∙ 𝑇_{ср взв})² ∙ 8760 [7]

Участок 02:

𝑇_{срвзв 02} = 4568 ч [раздел 1.5]

𝜏_{𝑚𝑎𝑥02} = (0.124 + 0.0001 ∙ 𝑇_{ср взв 02})² ∙ 8760

= (0.124 + 0.0001 ∙ 4568)² ∙ 8760 = 2955 ч

∆𝑊_перем02 = ∆𝑃_{Л 02} ∙ 𝜏_{𝑚𝑎𝑥02} = 1,04 ∙ 2955 = 3073 МВт

Участок 21:

𝜏_{𝑚𝑎𝑥21} = (0.124 + 0.0001 ∙ 𝑇_{ср взв 21})² ∙ 8760

= (0.124 + 0.0001 ∙ 3800)² ∙ 8760 = 2225 ч

∆𝑊_перем21 = ∆𝑃_{Л 21} ∙ 𝜏_{𝑚𝑎𝑥21} = 0,34 ∙ 2225 = 756,6 МВт

Участок 23:

𝜏_{𝑚𝑎𝑥23} = (0.124 + 0.0001 ∙ 𝑇_{ср взв 23})² ∙ 8760

= ⁽0.124 + 0.0001 ∙ 7800⁾² ∙ 8760 = 7159 ч

∆𝑊_перем23 = ∆𝑃_{Л 32} ∙ 𝜏_{𝑚𝑎𝑥23} = 0,3 ∙ 7159 = 2148 МВт

Участок 24:

𝜏_{𝑚𝑎𝑥24} = (0.124 + 0.0001 ∙ 𝑇_{ср взв 24})² ∙ 8760

= (0.124 + 0.0001 ∙ 5300)² ∙ 8760 = 3747 ч

∆𝑊_перем24 = ∆𝑃_{Л 24} ∙ 𝜏_{𝑚𝑎𝑥24} = 0,06 ∙ 3747 = 224,8 МВт

ТР:

ПС-1: ∆𝑊_перем1 = ∆𝑃_{Тр 1} ∙ 𝜏_{𝑚𝑎𝑥1} = 0,3 ∙ 2225 = 667,5 МВт

ПС-2: ∆𝑊_перем2 = ∆𝑃_Тр2 ∙ 𝜏_{𝑚𝑎𝑥2} = ⁽0,2 + 0,16 + 0,14⁾ ∙ 2955 = 1478 МВт

ПС-3: ∆𝑊_перем3 = ∆𝑃_{Тр 3} ∙ 𝜏_{𝑚𝑎𝑥3} = 0,12 · 7159 = 859,1 МВт

Подпись и дата

Взам. инв. № дубл.

Взам. инв. № подл.

Подпись и дата

Инв. № подл.

КП.13.03.02.МИЛЕШКИН.00.00.ПЗ

Лист

37

Изм

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

ПС-4: ∆𝑊_перем4 = ∆𝑃_{Тр 4} ∙ 𝜏_{𝑚𝑎𝑥4} = 0,06 ∙ 3747 = 224,82 МВт

Потери электроэнергии:

^∆𝑊перем ^{= ∆𝑊}перем02 ^{+ ∆𝑊}перем21 ^{+ ∆𝑊}перем32 ^{+ ∆𝑊}перем24 ^{+ ∆𝑊}перем1

^{+ ∆𝑊}перем3 ^{+: ∆𝑊}перем2 ^{+ ∆𝑊}перем4

= 3073 + 756,6 + 2148 + 224,8 + 667,5 + 1478 + 859,1

+ 224,82 = 9431 МВт

Условно-постоянные потери активной мощности в КУ

∆𝑊_усл = 3 ∙ 10⁻³ ∙ 𝑛_КУ ∙ 𝑄_КУ ∙ 8760 МВт

∆𝑊_усл = 0,003 ∙ 2 ∙ 6,3 ∙ 8760 = 331,1 МВт

∆𝑊_Σ = ∆𝑊_пост + ∆𝑊_перем + ∆𝑊_усл = 1384 + 9431 + 331,1 = 11150 МВт

∆И_потер = ∆𝑊_Σ ∙ 𝑐_потр = 11150 ∙ 4,2 = 46810 тыс. руб.

ΣИ = И_ВЛ + И_ПС + ∆И_потер = 6973 + 35440 + 46810 = 89230 тыс. руб.

Кольцевая сеть

^{𝛼рем + 𝛼обслуж} 0,4 + 0,4

И_ВЛ = ₁₀₀ ∙ 𝐾_ВЛΣ = ₁₀₀ ∙ 665000 = 5320 тыс. руб.

^𝛼рем ^{+ 𝛼}обслуж ^{2,9 + 2}

И_ПС = ₁₀₀ ∙ 𝐾_ПСΣ = ₁₀₀ ∙ 668655 = 32760 тыс. руб.

^∆𝑊Σ ^{= ∆𝑊}пост ^{+ ∆𝑊}перем

∆𝑊_пост = ∆𝑃_ХХΣ ∙ 𝑇_вкл = ⁽0,082 + 0,037 + 0,025 + 0,014⁾ ∙ 8760

= 1384 МВт ∙ час

^WПЕР учитывают потери в обмотках трансформаторах и ЛЭП.

ЛЭП:

W_ПЕР  Р  _МАХ

 _МАХ  (0,124  0,0001Т_СР.ВЗВ )  8760

2

𝑇_{срвзв 02} = 4568 ч [раздел 1.5. ]

𝑇_{ср взв кольц} = 7086 ч [раздел 1.5. ]

Участок 02:

Подпись и дата

Взам. инв. № дубл.

Взам. инв. № подл.

Подпись и дата

Инв. № подл.

КП.13.03.02.МИЛЕШКИН.00.00.ПЗ

Лист

38

Изм

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

𝜏_{𝑚𝑎𝑥02} = (0.124 + 0.0001 ∙ 𝑇_{ср взв 02})² ∙ 8760

= (0.124 + 0.0001 ∙ 4568)² ∙ 8760 = 2955 ч

∆𝑊_перем02 = ∆𝑃_{Л 02} ∙ 𝜏_{𝑚𝑎𝑥02} = 1 ∙ 2955 = 2955 МВт

Участок 21:

𝜏_{𝑚𝑎𝑥21} = (0.124 + 0.0001 ∙ 𝑇_{ср взв 21})² ∙ 8760

= ⁽0.124 + 0.0001 ∙ 3800⁾² ∙ 8760 = 2225 ч

∆𝑊_перем21 = ∆𝑃_{Л 21} ∙ 𝜏_{𝑚𝑎𝑥21} = 0,3 ∙ 2225 = 667,5 МВт

Участок 23:

𝜏_{𝑚𝑎𝑥23} = (0.124 + 0.0001 ∙ 𝑇_{ср взв кольц})² ∙ 8760

= (0.124 + 0.0001 ∙ 7086)² ∙ 8760 = 6073 ч

∆𝑊_перем23 = ∆𝑃_{Л 32} ∙ 𝜏_{𝑚𝑎𝑥23} = 0,6 ∙ 6073 = 3644 МВт

Участок 24:

𝜏_{𝑚𝑎𝑥34} = (0.124 + 0.0001 ∙ 𝑇_{ср взв кольц})² ∙ 8760

= (0.124 + 0.0001 ∙ 7086)² ∙ 8760 = 6073 ч

∆𝑊_перем34 = ∆𝑃_{Л 34} ∙ 𝜏_{𝑚𝑎𝑥34} = 0,38 ∙ 6073 = 2308 МВт

Участок 34:

𝜏_{𝑚𝑎𝑥41} = (0.124 + 0.0001 ∙ 𝑇_{ср взв кольц})² ∙ 8760

= (0.124 + 0.0001 ∙ 7086)² ∙ 8760 = 6073 ч

∆𝑊_перем41 = ∆𝑃_{Л 24} ∙ 𝜏_{𝑚𝑎𝑥41} = 0,2 ∙ 6073 = 1215 МВт

ТР:

ПС-1: ∆𝑊_перем1 = ∆𝑃_{Тр 1} ∙ 𝜏_{𝑚𝑎𝑥1} = 0,3 ∙ 2225 = 667,5 МВт

ПС-2: ∆𝑊_перем2 = ∆𝑃_Тр2 ∙ 𝜏_{𝑚𝑎𝑥2} = ⁽0,2 + 0,16 + 0,14⁾ ∙ 4568 = 2284 МВт

ПС-3: ∆𝑊_перем3 = ∆𝑃_{Тр 3} ∙ 𝜏_{𝑚𝑎𝑥3} = 0,12 ∙ 6073 = 728,8 МВт

ПС-4: ∆𝑊_перем4 = ∆𝑃_{Тр 4} ∙ 𝜏_{𝑚𝑎𝑥4} = 0,06 ∙ 6073 = 364,4 МВт

Подпись и дата

Взам. инв. № дубл.

Взам. инв. № подл.

Подпись и дата

Инв. № подл.

КП.13.03.02.МИЛЕШКИН.00.00.ПЗ

Лист

39

Изм

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

^∆𝑊перем ^{= ∆𝑊}перем02 ^{+ ∆𝑊}перем21 ^{+ ∆𝑊}перем32 ^{+ ∆𝑊}перем24 ^{+ ∆𝑊}перем14

^{+ ∆𝑊}перем1 ^{+ ∆𝑊}перем3 ^{+: ∆𝑊}перем2 ^{+ ∆𝑊}перем4

= 2955 + 667,5 + 3644 + 2308 + 1215 + 667,5 + 2284 + 728,8

+ 364,4 = 14830 МВт

∆𝑊_усл = 0,003 ∙ 3 ∙ 6.3 ∙ 8760 = 496.7 МВт

∆𝑊_Σ = ∆𝑊_пост + ∆𝑊_перем + ∆𝑊_усл = 1384 + 14830 + 496.7 = 16710 МВт

∆И_потер = ∆𝑊_Σ ∙ 𝑐_потр = 16710 ∙ 4,2 = 70200 тыс. руб.

ΣИ = И_ВЛ + И_ПС + ∆И_потер = 5320 + 32760 + 70200 = 108300 тыс. руб

Подпись и дата

Взам. инв. № дубл.

Взам. инв. № подл.

Подпись и дата

Инв. № подл.

КП.13.03.02.МИЛЕШКИН.00.00.ПЗ

Лист

40

Изм

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

2.3. Технико-экономическое сравнение вариантов

Минимум приведенных затрат:

1. Радиальная электрическая сеть

З = 𝐸_Н ∙ 𝐾_Σ + ΣИ = 0.12 ∙ 1595000 + 89230 = 280600 тыс. руб.

2. Кольцевая электрическая сеть

З = 𝐸_Н ∙ 𝐾_Σ + ΣИ = 0.12 ∙ 1334000 + 108300 = 268300 тыс. руб.

Из приведенных расчетов видно, что при проектировании кольцевой сети затраты будут меньше, чем при проектировании радиальной.

3. Точный электрический расчёт и оптимизация режимов принятого варианта электрической сети

   1. Электрический расчёт режима минимальных нагрузок с учётом мероприятий по снижению потерь электроэнергии

В режиме минимальных нагрузок:

^𝑃г рад ⁷²

𝑐𝑜𝑠𝜑_рад = = = 0,935

_{√𝑃2 + 𝑄2} ^√72² + 27,2²

г рад г рад

𝑃_{г кол} 72,1

𝑐𝑜𝑠𝜑_кол = = = 0,927

^{√𝑃2 + 𝑄2 √}72,1² + 29,1²

г кол г кол

Радиальная сеть

𝑄_ку = 𝑃_г · (𝑡𝑔𝜑_зад − 𝑡𝑔𝜑_расч) = 72 · ⁽0,484 − 0.378⁾ ≈ 7.671 МВар Выбираем в качестве КУ реактор ИРМ 10/6,3 (12,6)/10

^𝑄ку 7.671

𝑛_ку = _𝑄 = _6,3 = 1,2

ед

Примем 𝑛_ку = 1

𝑄_ед 6,3

𝐵_ш = _𝑈2 = ₁₀₂ = 0,063 См = 63000 мкСм

ном

Установим ИРМ 10/6,3 (12,6)/10 в количестве 𝑛_ку в узел 2

Подпись и дата

Взам. инв. № дубл.

Взам. инв. № подл.

Подпись и дата

Инв. № подл.

КП.13.03.02.МИЛЕШКИН.00.00.ПЗ

Лист

41

Изм

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Полученные значения 𝑃_г и 𝑄_г в таблице узлов:

Рис. 17. Данные узлов с установленными КУ в радиальной схеме при мин. нагрузках

Тогда коэффициент мощности практически равен исходному:

^{𝑃г рад 72.2}

𝑐𝑜𝑠𝜑_рад = = = 0,9

_{√𝑃2 + 𝑄2} √72.2² + 35.1²

г рад г рад

Для регулировки напряжения были установлены анцапфы:

Таблица 20 - Данные анцапф

Подпись и дата

N_bd

Названия

EИ

+/-

Тип

Место

Кнейт

V_нр

V_рег

N_анц

Шаг

1

ТР1

%

+

РПН

ВН

1

230

11

12

-1

2

ЛРТ ПС2

%

+

РПН

ВН

1

11

11

23

1,5

Взам. инв. № дубл.

3

ТР3

%

+

РПН

ВН

1

115

11

9

-1,78

4

ТР4

%

+

РПН

ВН

1

115

11

9

-1,78

Отрегулированная радиальная сеть:

Взам. инв. № подл.

Рис. 18. Данные ветвей с регулированием напряжения анцапфами

Подпись и дата

Инв. № подл.

КП.13.03.02.МИЛЕШКИН.00.00.ПЗ

Лист

42

Изм

Лист

№ докум.

Подпись

Дата