Расчет экономических показателей проектирования электрической сети

Содержание

 

Введение……………………………………………………………………..…….4

1 Исходные данные………………………………………………………...……..5

2 Технические показатели сети…………...………………………….………..…6

2.1 Протяжённость линий электропередачи………………………………….…6

2.2 Установленная мощность трансформаторных  подстанций……..................6

2.3 Мощность сети в условных  единицах…………………………..…………..6

3 Энергетические показатели сети…………………………..…...……………..9

3.1 Суммарный максимум активной  нагрузки потребителей……..…………...9

3.2 Годовой полезный отпуск электроэнергии…………………….....................9

3.3 Потери мощности в электрической  сети……………………..……………..9

3.4 Среднегодовые потери электроэнергии  в электрической сети..……….…11

3.5 Максимальная активная мощность, потребляемая сетью……...................14

3.6 Среднегодовое потребление электрической энергии сетью………….......14

3.7 Среднее значение коэффициента мощности по сети в режиме

максимальной нагрузки……………………………………..……………...…...15

3.8 Коэффициент полезного действия сети в режиме максимальной

нагрузки……………………………………………………………..…………....15

3.9 Коэффициент полезного действия сети средневзвешенной за год…..…..15

4 Экономические показатели  сети………………………..…………………….16

4.1 Капитальные вложения  в электрическую сеть……………..……………...16

4.2 Выбор формы обслуживания  электрической сети и определение

численности обслуживающего персонала……………………..………………24

4.3 Себестоимость передачи  и распределения электрической  энергии

 в проектируемой  электрической сети……………………………....………….35

4.4 Среднегодовые технико-экономические  показатели работы

 проектируемой электрической сети…………………………………...….....…47

Заключение………………………………………………..……………….…..…49

Список литературы…………………………………………..…………..……...50

Введение

В курсовой работе рассчитываем технико-экономические  показатели электрической сети, которые включают в себя основные технические, энергетические и экономические показатели работы сети. Они зависят от уровня напряжения сети, протяженности линий электропередачи, передаваемой электрической мощности, конфигурации сети, от организации управления и обслуживания сети и других факторов.

Электрические сети сами не производят продукцию, которая могла  быть продана с целью получения  прибыли, а осуществля,ют услуги по транспорту электроэнергии, управлению режимами работы энергосистемы. Поэтому эффективность объектов электрической сети оценивается по их влиянию на стоимость поставляемой потребителю электроэнергии. Поскольку инвестиции, необходимые для осуществления электросетевого строительства, в конечном итоге обеспечиваются за счет всех потребителей, оплачивающих их через тариф на электроэнергию, обоснование инвестиций выполняется по критерию социально-экономической эффективности, отражающему интересы всех потребителей.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 Исходные  данные

 

Схема района развития сети показана на рисунке 1.1.

Дополнительные данные:

– cosφ=0,9 - для всех нагрузок;

– Р₂ = 30 МВт; Р₅ = 20 МВт; Р₆ = 30 МВт; Р₈ = 35 МВт; Р₉ = 15 МВт;

– номинальное напряжение потребителей 10 кВ;

– Т_MAX нагрузок – 4500 ч;

– район проектирования – Урал.

 

 

Рисунок 1.1 – Схема  электрической сети

 

 

2 Технические  показатели сети

2.1 Протяженность  линий электропередачи

Протяженность линий  электропередачи находится по формуле:

где – длина i-й линии рассчитываемой сети.

 

2.2 Установленная мощность  трансформаторных подстанций

Установленная мощность трансформаторных подстанций находится по формуле:

где S_Ti – суммарная номинальная мощность трансформаторов, установленных на i-й подстанции.

На подстанциях 2,3 и 5 установлено два трансформатора  
ТРДН-25000/110,  на подстанции 6 и 7 два трансформатора ТРДН-16000/110.

.

2.3 Мощность  сети в условных единицах

Производственная мощность предприятий электрических сетей  определяется объемом работы, который зависит от уровня напряжения сети, типа и количества оборудования, протяженности линий электропередачи и других факторов, измеряемых в условных единицах.

Объем предприятий электрических  сетей в условных единицах определяется по формуле:

где – объем линий электропередачи в условных единицах. Определяется в зависимости от вида линии, протяженности, уровня напряжения, конструктивного исполнения и материала опор по приложениям 1, 2 или 3;

 – объем ПС в условных  единицах. Определяется уровнем  высшего напряжения (ВН) подстанции по п.1 приложения 4;

 – объем силового трансформатора  в условных единицах. Определяется уровнем ВН по п.2 приложения 4;

 – объем выключателей в  условных единицах. Определяется  по пп. 3, 4, 6 приложения 4;

 – объем отделителей с  короткозамыкателями в условных  единицах. Определяется по п. 5 приложения 4.

Расчет объема ЛЭП  электрической сети приведен в таблице 2.1.

 

 

Таблица 2.1 – Расчет объема линий  электропередачи

Наименование ЛЭП	Уровень напряжения, кВ	Материал опор	Количество цепей	Длина линии, км	Норматив на 100 км, у.е.	Объем линий, у.е.
1-3	110	металл	2	25	190	47,5
3-6	110	металл	1	15	160	21
6-7	110	металл	1	23	160	36,8
1-2	110	металл	2	20	190	38
2-5	110	металл	1	20	160	32
5-7	110	металл	1	20	160	32
Итого по всем линиям сети						210,3

 

Расчет объема оборудования подстанций приведен в таблице 2.2.

 

Таблица 2.2 – Расчет объема оборудования подстанций

Напряжение оборудования ПС	Уровень напряжения, кВ	Количество единиц оборудования	Норматив, у.е.	Объем, у.е.
1.Подстанция	110	6	105	630
2.Силовой трансформатор	110	10	7,8	78
3.Масляный выключатель	110	28	14	392
Итого по всем ПС и оборудованию сети				1010

 

Объем предприятий электрических  сетей в условных единицах:

3 Энергетические  показатели сети

3.1 Суммарный  максимум активной нагрузки потребителей

 

Суммарный максимум активной нагрузки по сети определяется суммированием нагрузок с шин НН и СН всех подстанций, входящих в рассчитываемую сеть:

где – максимальная активная нагрузка с шин НН или СН ПС_i.

.

3.2 Годовой полезный отпуск электроэнергии

Годовой полезный отпуск электроэнергии находится по формуле:

где – число часов использования максимума активной нагрузки потребителя, питающегося с шин ПС_i.

3.3 Потери  мощности в электрической сети

Потери мощности в  электрической сети складываются из потерь мощности в линиях электропередачи и трансформаторах подстанций:

где – суммарные потери мощности в воздушных линиях электропередачи в режиме максимальных нагрузок;

 – суммарные потери мощности  в кабельных линиях электропередачи в режиме максимальных нагрузок;

 – суммарные потери мощности  в трансформаторах и автотрансформаторах в режиме максимальных нагрузок.

 

3.3.1 Потери мощности  в линиях электропередачи

Суммарные потери мощности в воздушных (кабельных) линиях электропередачи находятся суммированием потерь на каждом участке ЛЭП:

где – потери мощности в i-й линии.

Среднегодовые потери мощности в воздушных линиях электропередачи складываются из потерь мощности в активном сопротивлении каждой линии и потерь на коронирование . Для сетей 110 кВ  потери на коронирование не учитываются.

Воспользуемся расчетами, приведенными в курсовом проекте  по дисциплине «Электроэнергетические системы и сети» и запишем результат:

Суммарные потери мощности в воздушных линиях электропередачи:

3.3.2 Потери мощности  в трансформаторах ПС

Потери мощности в  трансформаторах находятся по формуле:

где – потери мощности в трансформаторах ПС_i.

Потери мощности в двухобмоточных трансформаторах подстанции определяются по формуле:

где n – количество параллельно включенных трансформаторов на ПС_i;

 – потери холостого хода  в трансформаторе ПС_i;

 – потери короткого замыкания в трансформаторе ПС_i;

 – суммарная максимальная  нагрузка с шин НН ПС_i;

 – номинальная мощность  одного трансформатора, установленного на данной ПС_i.

Воспользуемся расчетами, приведенными в курсовом проекте по дисциплине «Электроэнергетические системы и сети».

Потери мощности в  трансформаторах приведены в  таблице 3.1.

 

Таблица 3.1 – Потери мощности в  трансформаторах

ПС	Тип трансформатора	Кол-во	, кВт	, кВт	, кВт
2	ТРДН-25000/110	2	30	120	132
3	ТРДН-25000/110	2	30	120	120
5	ТРДН-25000/110	2	30	120	132
6	ТДН-16000/110	2	19	85	101,7
7	ТДН-16000/110	2	19	85	101,7
Итого по трансформаторам:					587,4

 

3.4 Среднегодовые  потери электрической энергии в электрической сети

Среднегодовые потери электрической  энергии в электрической сети складываются из среднегодовых потерь электрической энергии в линиях электропередачи и трансформаторах  подстанций:

 

 

3.4.1 Потери энергии в линиях электропередачи

Сумма среднегодовых  потерь электрической энергии в  воздушных линиях находится по формуле:

,

Для воздушных линий  электропередачи потери находятся  по формуле:

где – годовое время максимальных потерь в i-й линии;

Т_i – продолжительность работы i-й линии (трансформатора ПС_i);

обычно принимается Т_i = 8700 – 8760 ч.

Величина  определяется по эмпирической формуле:

Годовое время максимальных потерь будет равным для всех линий:

 

 

Таблица 3.2 Определение среднегодовых  потерь электрической энергии в  воздушных линиях электрической сети

 

Наименование ВЛ	Длина линии  км	МВт	, ч	,ч	Среднегодовые потери энергии
7-5	20	0,158	4500	2886	455,9
5-2	20	0,38	4500	2886	1096,68
1-2	20	0,41	4500	2886	1183,26
7-6	23	0,00028	4500	2886	0,8
6-3	15	0,17	4500	2886	490,62
1-3	25	0,7	4500	2886	2020,2
Итого по всем ВЛ сети		=1,818	-