5.2 Задачи для самостоятельного решения

Задача 1. Для схемы сети, приведенной на рисунке 5.1, определить следующие экономические показатели: капитальные затраты, ежегодные издержки, себестоимость и расчетную стоимость передачи электроэнергии. Номинальные напряжения: U_1hom =110 кВ; U_2hom =10 кВ. Длина линии L = 40 км, марка провода АС 120/19, номинальная мощность каждого трансформатора S_{T ном} = 16 MBА, наибольшая нагрузка подстанции S_нб = 30+ 10 MBА, время использования наибольшей полной и активной мощности Т_нб = Т_{нб а} = 5000 ч.

Рисунок 5.1 Схема сети

Задача 2. Произвести технико-экономическое сравнение двух вариантов сооружения двухцепной линии электропередачи напряжением 110 кВ длиной 40 км с различными марками проводов: вариант 1 – АС 120/19; вариант 2 – АС 240/32. Строительство линии предполагается осуществить в течение одного года, после чего она будет работать с неизменной по годам наибольшей мощностью S_нб = 30 + j 10 MBА с временем использования наибольшей полной и активной мощности Т_нб = Т_нба = 5000 ч.

5.3 Вопросы для самоконтроля знаний

5.3.1 Каковы наиболее характерные задачи при проектировании систем передачи и распределения электроэнергии?

5.3.2 Какие известны основные экономические показатели систем передачи и распределения электроэнергии?

5.3.3 Какие составляющие входят в капитальные затраты электрической сети?

5.3.4 От чего зависит стоимость сооружения линии электропередачи?

5.3.5 Как укрупнено определяется стоимость подстанции?

5.3.6 Что понимается под ежегодными издержками на эксплуатацию электрической сети? Какие составляющие входят в них?

5.3.7 В чем сущность амортизационных отчислений? Как они зависят от срока службы объекта?

5.3.8 Как определяются затраты на возмещение потерь электроэнергии в электрической сети?

5.3.9 От чего зависит стоимость 1 кВт-ч потерянной электроэнергии?

5.3.10 Как определяется чистый дисконтированный доход?

5.3.11 При каком чистом дисконтированном доходе эффективно сооружение объекта?

5.3.12 Что понимается под сроком окупаемости капитальных затрат?

6 Расчет потерь электроэнергии и мощности в электроэнергетических системах

Цель занятия. Приобретение навыков по расчету потерь электроэнергии и мощности в электроэнергетических системах.

6.1 Расчетные формулы

Электрическая сеть, предназначенная для передачи и распределения электрической энергии, как и любой другой технических объект, требует для своего функционирования определенных затрат энергии, которые выражаются в виде технологического расхода электроэнергии на ее передачу. Он состоит из затрат энергии на производственные нужды подстанций и технических потерь электроэнергии, связанных с физической сущностью процесса передачи электроэнергии. Качественный уровень построения и эксплуатации электрической сети характеризуется коэффициентом полезного действия

где энергия, поступившая в сеть;

технологический расход электроэнергии на ее передачу;

расход электроэнергии на собственные нужды;

потери электроэнергии.

Для участка сети с сопротивлением и наибольшей нагрузкой на конце потери мощности в процентах относительно передаваемой мощности можно записать в виде

.

Потери напряжения в режиме наибольшей нагрузки в процентах относительно номинального напряжения

.

Тогда

.

Отсюда

,

где коэффициент перехода от потерь напряжения к потерям мощности

.

При , что характерно для кабельных сетей с малыми площадями сечений проводников

,

а при , .

При равномерно распределенной нагрузке вдоль линии, что характерно для сетей до 1000 В, и той же суммарной нагрузке

;

.

Соответственно

.

При , а при .

Зная потери мощности в режиме наибольших нагрузок, можно найти потери электроэнергии в процентах относительно отпущенной энергии

.

где время использования наибольшей активной мощности,

энергия, отпущенная потребителям данной линии.

В разветвленных сетях коэффициент зависит от конфигурации схемы и количества нагрузок линии, несимметрии токов по фазам и потерь мощности в нулевом проводе, площади сечения фазных и нулевых проводов. Специальные исследования показали, что для оценочных расчетов потерь энергии можно принимать k_нм = 0,8 при неравномерности нагрузки фаз до 10% и k_нм = 0,6 – при неравномерности нагрузки более 10 %.

Абсолютную величину потерь энергии на всю сеть района находят по формуле

,

где электроэнергия, отпускаемая в сеть района до 1000 В за расчетный период.

Для обобщенной оценки потерь электроэнергии в сетях до 1000 В может

быть, так же как и для распределительных сетей 6 – 10 кВ, использован вероятностно-статистический метод

,

где протяженность сети, км;

количество линий, шт.

, коэффициенты регрессии;

отпуск электроэнергии потребителям, кВт-ч.