Лекции.ИНФО


Технико-экономические показатели электрических сетей.



Капитальные затраты

Это средства, идущие на расширенное воспроизводство основных фондов. Состоят из затрат на сооружение линий и повышающих (понижающих) подстанций.

Полные капитальные затраты определяются из выражения:

К = Ко + К∆р + К∆э, тыс. руб.,

где: Ко – основные капиталовложения в объект сетевого строительства определяются сметой строительства данного сетевого объекта.

К∆р – капитальные затраты в электрические станции, покрывающие потери активной (∆р) мощности в проектируемом объекте;

К∆э – дополнительные капиталовложения в топливодобывающую промышленность и транспортировку топлива для электрической станции, покрывающей потери энергии (∆Э) в проектируемом объекте.

Стоимость ВЛ:

КВЛ = Коl,

где: Ко -- погонныекапзатраты, тыс.руб/км.;l -- протяжённость линии сети, км..

Капитальные затраты на сооружение подстанции:

КПС = КТnТ + КВnВ + Кпост,

где: nТ, nВ–число силовых трансформаторов и выключателей высокого напряжения;КТ, КВ – стоимость соответственно одного трансформатораи одного выключателя; Кпост – постоянная часть стоимости подстанции (подготовка площадки, масляное хозяйство, распредустройства низкого напряжения, устройства защиты, автоматики и др.).

Годовые эксплуатационные расходы.

Эта величина представляет собой себестоимость передачи и распределения электрической энергии в проектируемой сети, выданной потребителям за год и образуется из отчислений на амортизацию, расходов на текущий ремонт и обслуживание и стоимости потерь электроэнергии:

Иэ = Иа + Ио + Ип,

где:Иа – расходы на амортизацию;Ио – отчисления на текущий ремонт и обслуживание;Ип – стоимость потерянной электроэнергии в сети.

Первые две составляющие определяются нормами годовых отчислений от капитальных затрат:

Иа= Кpао = Кpо .

Их сумма: Иао= К(ра + ро) = Кр.

Для линий электропередачи: рВЛ=0,02…0,03, 1/год;

Для оборудования электростанций и подстанций: рТП=0,08…0,1,1/год.

Издержки на потери: Ип= ∆W*Cэ;

где ∆W – годовые потери энергии в сети;Cэ – стоимость 1 кВт*ч потерянной энергии.

При сравнении двух вариантов, различающихся капитальными затратами и издержками, определяется срок окупаемости дополнительных капитальных затрат:

 

K1>K2; И12;

.

Расчетный срок окупаемости сравнивается с нормативным сроком окупаемости:

Токн (целесообразенпервый вариант); Токн (целесообразенвторой вариант).

Нормативный срок окупаемости капитальных вложений в настоящее время составляет 5 лет. Нормативный коэффициент эффективности капитальных вложений:

= 0,2 1/год.

 

Более общим критерием выбора варианта (позволяющим сравнивать любое число вариантов) являются приведенные затраты. Целесообразным является вариант с минимальными приведенными затратами:

Зi=KiEнi .

 

Виды, причины и последствия КЗ

Короткими замыканиями (КЗ) называют замыкания между фазами, замыкания фаз на землю в сетях с глухо-заземленными нейтралями, а также витковые замыкания в электрических машинах. Короткие замыкания, как правило, сопровождаются увеличением токов в поврежденных фазах до значений, превосходящих в несколько раз номинальные значения.

Виды повреждений в электрических сетях

1 – однофазное КЗ; 2 – однофазное замыкание на землю; 3 – двухфазное КЗ; 4 – двухфазное КЗ на землю; 5 – трехфазное КЗ. По статистике нарушения вида 1 и 2 составляют около 70%; 3 и 4 – 25% и 5 – 5%.

Причины: чаще всего схлестывание проводов и перекрытия изоляции ВЛ, нарушения изоляции, ошибки персонала.

Протекание токов КЗ приводит к увеличению потерь электроэнергии в проводниках и контактах, что вызывает их повышенный нагрев. Нагрев может ускорить старение и разрушение изоляции, вызвать сваривание и выгорание контактов, потерю механической прочности шин и проводов и т.п.

Протекание токов КЗ сопровождается также значительными электродинамическими усилиями между проводниками. Если не принять должных мер, под действием этих усилий токоведущие части и их изоляция могут быть разрушены.

Короткие замыкания сопровождаются понижением уровня напряжения вэлектрической сети, особенно вблизи места повреждения.

Переходный процесс КЗ

Короткое замыкание сопровождается переходным процессом, при котором значения токов и напряжений, а также характер их изменения во времени зависят от соотношения мощностей и сопротивлений источника питания (генератор, система) и цепи, в которой произошло повреждение.

 

На рисунке показан переходный процесс изменения тока в одной из фаз при 3-х фазном КЗ. Результирующая кривая образуется периодической и апериодической составляющими. Основными характеристиками являются: действующее значение установившегося тока КЗIк; ударный ток iу; мощность, выделяющаяся в цепи короткого замыкания Sк.

Максимальное мгновенное значение тока – ударный ток – ,

где kу – ударный коэффициент, который зависит от соотношения активного и реактивного сопротивлений цепи КЗ. Общее время протекания тока КЗ до отключения его защитными устройствами составляет от 0,2…0,3 с до нескольких секунд. Это время определяется инерционностью устройств защиты и выдержкой времени срабатывания токовых реле.

Расчет токов КЗ

Расчет токов короткого замыкания производится по расчетным схемам замещения. Целью расчета токов короткого замыкания (КЗ) являются: проверка аппаратов на термическую и электродинамическую стойкость; выбор защитных аппаратов линий и трансформатора; проверка условий надежности, селективности и чувствительности защиты.

Если ток КЗ на шинах 10 кВ районной подстанции имеет конечное значение, то сопротивление системы определяется: .

Сопротивление системы отражает сопротивление трансформатора 35/10 кВ и других элементов сети высокого напряжения энергосистемы. При расчете напряжение источника принимают UИ = 1,05Uном.

Ток трехфазного КЗв точке К1:

в точке К2:

в точке К3:

Ток двухфазного КЗ: .

Ток однофазного КЗ в наиболее удаленной точке: .

где: Uф – фазное напряжение; ZП– сопротивление петли «фаза – ноль».

Максимальное мгновенное значение тока – ударный ток: .

Мощность короткого замыкания: .

Экономическая плотность тока

Для воздушных линий электропередачи высокого напряжения при выборе сечения проводов технические ограничения (потеря напряжения, нагрев проводов током) как правило, не являются определяющими. Основным является экономический критерий – минимум приведенных затрат:

З=KEн .

Распишем функцию приведенных затрат на отдельную электропередачу.

Капитальные затраты на линию:

К = Кпl,

Kп – погонные затраты на 1 км длины ВЛ. Зависимость Kп от сечения проводов выражается линейной функцией:

В аналитическом виде:

Кп=а+bF,

где: а – постоянная часть стоимости (стоимость изоляции, определяется классом напряжения), b – коэффициент прироста стоимости с увеличением сечения проводов (определяется стоимостью алюминия), b=tga.Т.о. капзатраты:

К = (а + bF)l.

Издержки эксплуатации ВЛ:

И = Иао + Ип.

Издержки на амортизацию и обслуживаниеопределяются нормой годовых отчислений от капитальных затрат:

Иао = Кра.

Для ВЛ норматив отчислений составляет ра = 0,028 1/год.

Издержки накомпенсацию потерь электроэнергиисоставляют:

Ип= ∆WCэ ,

где∆W– годовые потери энергии ВЛ; Cэ– стоимость 1 кВт·час потерь.

При определении годовых потерь энергии используем потери мощности при максимуме нагрузки и эквивалент годового графика нагрузки по продолжительности – время потерь τ:

.

Исходная функция приведенных затрат составит:


Зависимость составляющих функции и суммарных затрат от сечения проводов можно представить графиком, который имеет экстремум, соответствующий оптимальному сечению.

 

Минимум приведенных затрат соответствует экономической плотности тока. Для её определения возьмём производную от приведенных затрат и приравняем её к нулю:

= (Ен + Рэ)·l·b – 3I2max· l·τ·Сэ =0.

Отношение силы тока к сечению провода является плотностью тока:

(А/мм2) .

Экономическая плотность тока (соответствующая минимуму приведенных затрат):

,

где: – время потерь; Сэ – стоимость электроэнергии; b – стоимость алюминия.

Для ВЛ 35 кВ и выше с плотным графиком нагрузки в Европейской части РФ экономическая плотность тока составляет 1 А/мм2.

Метод экономических интервалов. Если учитывать, что сечения проводов могут иметь только стандартные значения, то выражение для приведенных затрат на электропередачу можно рассматривать как функцию максимального расчетного тока нагрузки:

З = f(Imax).

Для каждого стандартного сечения провода эта функция имеет вид квадратичной параболы.

С увеличением стандартного сечения вид параболы изменяется следующим образом:

Выделенные участки соответствуют минимальным затратам для данного сечения. Таким образом каждое стандартное сечение провода имеет свой экономический интервал расчетной нагрузки.









Читайте также:

  1. Абсолютные и относительные показатели изменения структуры
  2. Взаимная индуктивность в электрических цепях. Линейный трансформатор
  3. Виды сечений диэлектрических ЛП
  4. Виды ценных бумаг и их статистические показатели
  5. Виды электрических станций, принципы их работы
  6. ВОПРОС 19. Производительность труда: определение, показатели. Выработка и трудоемкость, их характеристика
  7. Вопрос 3. Показатели эффективности использования оборотных средств
  8. ВОПРОС 40. Оценка коммерческой эффективности инвестиционных проектов: показатели, критерии
  9. Выбор и расчет защит электрических сетей и электроприемников на напряжение до 1 кВ.
  10. ВЫБОР ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ АППАРАТОВ И ПРОВОДНИКОВ ПО РЕЖИМУ КЗ
  11. Геологические и технико-экономические критерии ввода первоочередных поисковых объектов в бурение. Геологическая основа постановки поискового бурения.
  12. Датчики, основные показатели и характеристики


Последнее изменение этой страницы: 2016-03-22; Просмотров: 242;


lektsia.info 2017 год. Все права принадлежат их авторам! Главная