Выбор схемы внешнего электроснабжения

Целью технико-экономических расчетов является определение оптимального варианта схемы электроснабжения, параметров электросети и её элементов.

Наиболее экономичный вариант электроустановки требует наименьшего значения полных приведённых затрат (З)

= (3.1)

где - нормативный коэффициент эффективности капиталовложений

= 0,33, с. 57/2/;

- суммарные капитальные затраты;

- ежегодные издержки производства (годовые эксплуатационные расходы), руб./год.

Капиталовложения () определяются по формуле

= , (3.2)

 

где - капитальные затраты на установку высоковольтной аппаратуры, труб.;

- стоимость монтажа и материала линии электропередач;

(3.3)

где - амортизационные отчисления (отчисления на амортизацию и капитальный ремонт), руб./год;

- издержки, вызванные потерями электроэнергии (ЭЭ) в проектируемой электроустановке за год, руб./год

(3.4)

где - норма амортизационных отчислений.

(3.5)

где =1,2 руб/.кВтч - средняя себестоимость электроэнергии в энергосистеме;

- годовые потери электроэнергии в электроустановке, тыс.кВтч./год.

Схемы вариантов внешнего электроснабжения ремонтно-механического завода представлены на рисунке 3.1, 3.2, 3.3.

Выберем сечение кабельной линии для каждого варианта, для этого определяем расчётные токи в нормальном () и утяжелённом ( режимах:

335,652A(3.6)

671,303A(3.7)

 

где S_p = 11627,31 - полная расчетная мощность, определённая по формуле (3.28), кВА;

10,00 кВ - номинальное напряжение но I варианту, рисунок 3.1.

По =2x355 = 710 А выбираем кабель марки АСБ сечением F = 2x240 мм, таблица 7.35 /4/.

Проверим сечение этой линии по допустимой потере напряжения, которая составляет в нормальном режиме ±5% ном.с, с. 197 /13/.

Наибольшая потеря напряжения ( U):

 

, (3.8)

где Р - активная мощность, передаваемая по линии в нормальном режиме, принята равной 5425,7 кВт - формула 3.31;

Q - реактивная мощность, передаваемая по линии в нормальном режиме, принята равной 1216,3 кВАр – формула (3.32);

r – активное сопротивление линии, определяемое по формуле (3.9), Ом;

х – реактивное сопротивление линии, определяемое по формуле (3.10), Ом.

Активное и реактивное сопротивление определяются:

 

(3.9)

 

, (3.10)

где - удельное активное сопротивление кабельной линии, принято равным 0,13 Ом/км, с.428/4/;

- удельное реактивное сопротивление кабельной линии, принято равным 0,075 Ом/км, с.428/4/;

– длина линии (исходные данные), равная 1,5 км, с.11

Итак, для кабеля сечением F =240 кв.мм по формулам (3.8), (3.9), (3.10) получим

Потеря напряжения составляет 0,6% от . Расчет выбора сечений на напряжение 35кВ и 110кВ аналогичен предыдущему расчету. Результаты этих расчетов сведены в таблице 3.1.

 

Таблица 3.1 – Результаты расчета выбора сечений на 10, 35 и 110кВ.

Номинальное напряжение , кВ
Расчетный ток в нормальном режиме Ip., A	335,652	95,900	30,514
Расчетный ток в утяжеленном режиме Ip.ут., A	671,303	191,800	61,028
Сечение провода, кабеля, F, мм²	2х240	70,000	70,000
Потеря напряжения в линии	0,600	0,630	0,200

 

Произведем технико-экономический расчет схемы внешнего электроснабжения 10кВ представленной на рисунке 3.1

Определяем капитальные затраты на внешнее электроснабжение )

 

(3.11)

 

где =2 · =2 · 2,59 · 6=31,08 тыс.руб. – стоимость всех ячеек с выключателями и их монтаж при коэффициенте индексации 6, с.336 /2/, а =2,59 тыс.руб. – стоимость одной ячейки с данным выключателем, таблица 10.26/4/;

Куд = 11,28 т.руб./км – стоимость сооружения 1 км линии, с.336/2/ с учетом коэффициента индексации;

L – длина линии (исходные данные), равная 1,5км.

Итак, по (3.11) имеем

=31,08 + 11,28 · 1,5 = 48 тыс.руб.

Годовые потери электроэнергии в питающих линиях () определяются по формуле

 

, (3.12)

 

где n – число питающих линий (n=2);

потери мощности в линии, кВт;

- число часов использования максимума активных потерь, определяемое по формуле (3.13), час;

= 671,303А – расчетный ток в линии в утяжеленном режиме, таблица 3.1;

⁼ 0,167 Ом/км - активное сопротивление линии на 1 км длины, с. 428 /4/;

L - длина линии (исходные данные), равная 1,5 км.

 

^{2886,2 час} (3.13)

где - 4500 - число часов использования максимума активной нагрузки при работе предприятия в 2 смены продолжительностью по 8 часов каждая, таблица 3.1 /1/.

Итак, по формуле (3.12) имеем

2 · 3· 671,303²·0,167·1,5·2886,2 =19548,9 т.кВт.ч/год

Стоимость ежегодных потерь электроэнергии в проектируемой электроустановке рассчитывается по формуле (3.5)

1,07·19548,91 = 20917,334 руб./год

Амортизационные отчисления на линии () считаются по формуле (3.4)

= 947,52 руб./год

где а = 5,6 – для ВЛ-10кВ, с. 548/4/;

11,28·1,5 = 16,92 тыс.руб.

Амортизационные отчисления на выключатели типа ВМПЭ считаем аналогично расчёту по формуле (3.4)

 

2921,52 руб./год.

где = 9,4, с. 548/4/;

31,08·10³ тыс.руб.

Итак, годовые эксплуатационные расходы (Иэ) считаем по формуле

 

(3.14)

 

=24786,374руб./год

Годовые приведенные затраты схем внешнего электроснабжения рассчитаем по формуле (3.1)

24786,374+0,33·48000=40626,37 руб./год,

где

Результаты расчетов для вариантов II и III схемы, на рисунках 3.2, и 3.3, получим аналогичным образом. Результаты расчетов сведены в таблице 3.2.

 

Таблица 3.2 Результаты расчетов расходов на внешнее электроснабжение

Статьи расходов	Номер варианта
10кВ	35кВ	110кВ
Тип выключателя	ВМПЭ-10	МКП-35	МКП-110
Марка и сечение питающей линии	АСБ-2х240	АС-3х70	АС-3х70
Марка опоры питающей линии, способ прокладки	В траншее	Железобетон-ные одно-цепые	Железобетонные одноцепные
Капитальные затраты на выключатели , тыс.руб.	31,08	109,20	400,800
Капитальные затраты на линии , тыс.руб.	16,920	18,090	22,140
Суммарные капитальные затраты (К), т.руб.	48,000	191,820	261,400
Потери электроэнергии ( т.кВтч./год	19548,91	122,285	9868,995
Стоимость потерь электроэнергии (), руб./год	20917,334	20543,817	1657,991
Амортизационные отчисления на линии (), руб./год	947,52	502,648	619,920
Амортизационные отчисления на выключатели (), руб./год	2921,520	10264,800	37675,000
Ежегодные эксплуатационные расходы, (), руб./год	24786,374	26635,497	11624,690
Приведенные затраты (), руб./кВт	40626,37	89936,097	97886,690

 

По результатам, сведенных в таблицу 3.2, принимаем для системы внешнего электроснабжения завода стандартное напряжение 10кВ, т.к в данном случае имеем наилучшие экономические показатели.