Выбор рационального напряжения питания

 

Рациональное построение системы электроснабжения промышленного предприятия наряду с выбором схемы питания определяется местоположением главной понизительной или распределительной подстанции и цеховых подстанций и во многом зависит от выбора напряжений для системы электроснабжения промышленных предприятий.

Найти величину рационального напряжения для системы электроснабжения промышленного предприятия означает определить тот уровень стандартного напряжения, при котором система электроснабжения имеет минимально возможные годовые расчетные затраты средств.

Технико-экономическое сравнение проводим при двух значениях напряжения - 35 и 110 кВ, и при потребляемой мощности S_п = 25116,9 кВА, длина линии: L = 7 км, экономическая плотность тока: j_Э = 1 А/мм2 [1, таблица 1.3.36], количество параллельных линий: n = 2.

Ток в линии в нормальном режиме в общем виде:

 

, (32)

 

где S_п - потребляемая предприятием мощность, кВА;

U_н - номинальное напряжение, кВ;

n - количество линий.

Токи в линии при уровнях напряжений 110 кВ и 35 кВ:

А

 А

Экономическое сечение провода в общем виде:

, (33)

 

Применительно к нашему расчету:

 

 мм²

 мм²

 

Принимаем в первом случае F₁₁₀ = 70 мм² (провод АС-70), а во втором значение F₃₅ = 240 мм² (провод АС-240). Длительно-допустимые токи нагрузки для выбранных по экономической плотности тока проводов I_Д.Д110 = 265 А и I_Д.Д35 = 605 А [4, таблица 1.3.29].

Стоимость 1 км двухцепных линий определяем из таблиц 26-11 и 26-13 [4, Кн. 2].

С₃₅ = 306,675 тыс. руб./км (унифицированные металлические двухцепные опоры с тросом)

С₁₁₀ = 218,45 тыс. руб./км (унифицированные железобетонные промежуточные и металлические анкерные двухцепные опоры с тросом)

Затраты на строительство:

 

, (34)

 

Тогда:

тыс.руб. и тыс.руб.

Выбираем выключатели на стороне высокого напряжения по номинальному напряжению и максимальному рабочему току:

 

А;

А.

 

При U_н = 35 кВ: ВТД-35-630-12,5, С_В = 65 тыс. руб. [7, таблица 27.5];

U_н = 110 кВ: МКП-110-630-20, С_В = 270 тыс. руб. [7, таблица 27.5].

Стоимость выключателей:

 тыс. руб.;

тыс. руб.

Согласно пункту 2.4 ПЗ выбираем силовые трансформаторы. Условия выбора и технические данные [6, Кн. 2, таблица 29-1] трансформаторов заносим в таблицу 11. Мощность трансформатора, предполагаемого к установке на ГПП рассчитываем по формуле (13).

 

Таблица 11

Тип	Sтр. расч, кВА	n	Sтр. н, кВА	Iхх, %	Uк, %	DРк, кВт	DРхх, кВт	Цена, тыс. руб.
ТДН-16000/35	25116,9	2	16000	0,6	8	90	21	0,5	17000
ТДН-16000/110	25116,9	2	16000	0,7	10,5	85	19	0,5	18000

 

Стоимость двух трансформаторов:

 тыс. руб.;  тыс. руб.

Суммарные капитальные затраты:

 

 тыс. руб.

тыс. руб.

Эксплуатационные потери

1) Стоимость потерь в одной цепи линии

, (35)

 

где I - ток, протекающий в линии, А;

R - сопротивление линии, Ом;

Т_max - годовое число часов использования максимума нагрузки, ч/год;

С_Э - стоимость электрической энергии, руб./кВт×ч.

В нашем случае Т_max = 6240 ч/год, С_Э = 2,20 руб./кВт×ч.

Сопротивление линии:

 

, (36)

 

где r₀ - удельное активное сопротивление линии, Ом/км [6, таблица 84].

 

Ом;

Ом.

 

Тогда, согласно (63):

тыс. руб./год;

тыс. руб./год;

Для двухцепной линии:

 

  (37)

 

 тыс. руб./год;

 тыс. руб./год.

2) Потери энергии группой трансформаторов

 

, (38)

 

где DР_хх, DР_к - потери холостого хода и короткого замыкания трансформатора соответственно, кВт;

n - количество трансформаторов;

Т - число рабочих часов в году.

кВт×ч/год;

кВт×ч/год.

Стоимость потерь энергии в трансформаторах:

 

тыс. руб./год;

тыс. руб./год;

 

) Нормы отчислений на амортизацию и капитальный ремонт [10, таблица 4.1] для:

- ВЛ на железобетонных и металлических опорах ;

- электрооборудования, установленного на подстанциях .

Нормы отчислений на текущий ремонт и обслуживание:

- ВЛ на железобетонных и металлических опорах ;

- электрооборудование .

Суммарные затраты

 

,     (39)

 

где Е_н = 0,12 - нормативный коэффициент;

Р_S - суммарные амортизационные отчисления и отчисления на текущий ремонт и обслуживание;

К - капитальные затраты, тыс. руб.;

С_DЭ - стоимость потерь, руб./год.

тыс. руб./год;

тыс. руб./год.

Расчет показал экономическое преимущество в качестве питающего напряжения 110 кВ перед напряжением 35 кВ. Следовательно, питаем ГПП напряжением 110 кВ.