Выбор вариантов системы электроснабжения.

Материалы / Учебные материалы / Электрические нагрузки / Выбор вариантов системы электроснабжения.

Страница 1

Для выбора системы электроснабжения необходимо выбрать напряжение передачи всей мощности проектируемого жилого района. Величину нестандартного рационального напряжения можно выбрать по формуле инженера Веикерта:

U=3√S + 0.5l

а так же по двум эмпирическим формулам:

и

Так для S=5973 кВА

U=3√5,973 + 0.5*3=8,89 кВ

Исходя из полученного значения, принимаем стандартное напряжение 10 кВ.

К рассмотрению предлагаем два варианта схемы электроснабжения жилого района.

I вариант-Схема электроснабжения 10 кВ с РП. Структурная схема

ЦП-РП-ТП. Эта схема имеет радиальную структуру энергоснабжения микрорайонов.

II вариант-Схема электроснабжения 10 кВ без РП. Структурная схема

ЦП-ТП. Данная схема имеет кольцевую структуру снабжения микрорайонов.

Оба варианта обеспечивают требуемую надежность питания потребителей района.

Для сравнения вариантов необходимо найти приведенные затраты по каждому из них, при этом принимаем некоторые допущения, которые заключаются в следующем:

а) расчет приведенных затрат производим для электроснабжающей и питающей сети 10 кВ.

б) схему источника питания для обоих вариантов принимаем одинаковую.

в) некоторые количественные изменения распределительных сетей 10 кВ после окончательного выбора варианта не влияют на технико-экономическое обоснование вариантов, поэтому вышеуказанные допущения применимы в данном случае.

1. Расчет приведенных годовых затрат по I варианту.

Sp=3886 кВА Sp=3711 кВА

Ip=224 A Ip=214 A

Iоб=438 А

Суммарная мощность на РП вместе с ТСН S=7650 кВА.

Согласно [1] питание РП необходимо осуществлять двумя кабельными линиями (по 2 кабеля в линии).

а) Выбор сечения кабелей по нагреву длительно допустимым током.

Согласно табл. 1.3.16 [4] кабель с алюминиевыми жилами сечением 120 мм² имеет Iдоп=375 А. С учетом понижающего коэффициента к=0,92 табл. 1.3.24 [4] каждая линия имеет пропускную способность 490 А.

Загрузка кабеля в нормальном режиме (в работе 4 кабеля):

кз=224/438*100%=51%

Загрузка кабеля в аварийном режиме (в работе 2 кабеля):

кз=438/490*100%=89,3%

что находится в пределах нормы табл. 1.3.2[4]

б) Выбор сечения кабеля по экономической плотности тока. Согласно табл. 1.3.36 [4] для Тм=1600 ч j=1,6 А/мм²

q=I/j=192/1.6=120 мм²

Учитывая аварийный режим, оставляем сечение 120мм².

в) Потеря напряжения в кабеле:

∆U=P*l* ∆Uo

где Р- активная мощность на линии, МВт

l- длина линии в км.

∆Uo- удельная потеря напряжения, %/МВт*км

∆U1=(3,886/2)*0,92*3*0,475=2,5%<6

∆U2=(3,324/2)*0,92*3*0,475=2,4 %<6

∆U3=(7,650/2)*0,92*3*0,475=5%<12

Для проверки выбранного сечения по термической устойчивости необходимо определить ток кз на шинах 10 кВ ИП.

Ток к.з. приведен в разделе

Iк=5,17 кА

iу=131 кА

tд=0,2+1,4=1,6 с

Сечение кабеля, термически устойчивое к току кз определяется по формуле:

Тmin=I∞*(√tcp/e)

где e- коэффициент, соответствующий разности выделенного тепла

в проводнике после и до кз (для алюминия e=65)

Тmin=5,17*(√1,6/65)=98 мм²

Следовательно, выбранное сечение кабельной линии удовлетворяет условиям проверки на термическую устойчивость.

Экономическим критерием, по которому определяют более выгодный вариант, является минимум приведенных затрат, руб/год,

З=Ен*К+Н

где Ен- нормативный коэффициент сравнительной эффективности

капитальных вложений (Ен=0,15)

К- единовременные, капитальные вложения в сооружение объекта

Н- ежегодные эксплуатационные издержки.

Состав капитальных затрат:

К=К1*К2*К3

где К1- стоимость ВРУ (К1=20 тыс . руб)

К2- стоимость кабельной линии 10 кВ при прокладке в траншее

на 1 км (К2=198000 руб 95 мм²: К2=250000 руб 120мм²).

К3- стоимость РП (К3=1 млн. руб)

К=20000*2+(2*633600+2*594000)+1000000=3495000 руб

Суммарные годовые отчисления:

для РУ до 20 кВ - 10,4 %;

для кабельной линии до 10 кВ, проложенной в земле

с алюминиевой жилой – 5,8 %;