Технико-экономический расчёт подстанции

15

1 Технико-экономический расчёт подстанции

Исходные данные

Таблица №1.1

Подстанция U, кВ	Напря жение U, кВ	Номер, число линий L - n	Мощ-ность линии, Рл, МВт	Рmax, МВт	Длина линии L,км	Рmin, МВт	Cos	Мощ-ность КЗ Sкз,МВ А
330/220 220/35 35/10	220 35 10	L1 - 4 L2 - 4 L3 - 6	18 3,2 4,5	72 12,8 27	57 18 10	48 12 19	0,88 0,91 0,90	10000

Исходя из данных нагрузки, намечаем два варианта структурных схем ПС



1.1 Расчёт нагрузок на шинах ПС

1.1.1 Полные мощности подстанции по ступеням напряжения

S_м ^СН1 = = =81,8 МВ А

S_м ^СН2 == =14,06 МВ А

S_м ^НН = = =30 МВ А

где - максимальная активная мощность на данной ступени напряжения, МВт.

Полная мощность на стороне высшего напряжения

S _м ^ВН = S _м ^СН1+ S _м^СН2+ S_м ^НН =81,8+14,06+30=125,8 МВ А.

1.1.2 Реактивные мощности подстанции

Q_м ^СН1 ===38,82 Мвар.

Q_м ^СН2 === 5,81Мвар.

Q_м ^НН ===13,07 Мвар.

1.2 Расчет годового потребления энергии

По данным вычисленных мощностей строю графики нагрузок для всех напряжений подстанций (см. Рисунок 1-3).



По расчетным графикам рассчитывается годовая энергия потребления.

1.2.1 Энергия зимних суток

W _ЗС ^СН1= Р₁ t₁ + Р₂ t₂ + Р₃ t₃ + Р₄ t₄ + Р₅ t₅=

= 72*4+70*3+68*3+67*6+65*8=1624 МВт час

W _ЗС ^СН2= Р₁ t₁ + Р₂ t₂ + Р₃ t₃ + Р₄ t₄ + Р₅ t₅ =

=12,8*4+12*3+11,6*3+11,3*6+11*8=277,8 МВт час

W _ЗС ^НН= Р₁ t₁ + Р₂ t₂ + Р₃ t₃ + Р₄ t₄ + Р₅ t₅ =

=27*4+26,5*3+26,2*3+26*6+25,7*8=627,7 МВт час

1.2.2 Энергия летних суток

W _ЛС ^СН1 = Р₆ t₆ + Р₇ t₇ + Р₈ t₈ + Р₉ t₉ + Р₁₀ t₁₀ =

=65*4+64*3+63*3+62,5*7+62*7=1512,5 МВт час

W _ЛС ^СН2 = Р₆ t₆ + Р₇ t₇ + Р₈ t₈ + Р₉ t₉ + Р₁₀ t₁₀=

=11*4+10,8*3+10,6*3+10,4*7+10*7=251 МВт час

W _ЛС ^НН = Р₆ t₆ + Р₇ t₇ + Р₈ t₈ + Р₉ t₉ + Р₁₀ t₁₀=

= 25,7*4+25,5*3+25,3*3+25,1*7+25*7=605,9 МВт час

1.2.3 Электрическая энергия потреблённая за год по каждому графику

W_ГОД = W_ЗС N_З + W_ЛС N_Л МВт час

W_ГОД ^СН1 = W _ЗС ^СН1 N_З + W _ЛС ^СН1 N_Л =

=1624*213+1512,5*152=575812 МВт час

W_ГОД ^СН2 = W _ЗС ^СН2 N_З + W _ЛС ^СН2 N_Л=

= 277,8*213+251*152=97323,4 МВт час

W_ГОД ^НН = W _ЗС ^НН N_З + W _ЛС ^НН N_Л =

=627,7*213+605,9*152=225796,9 МВт час

1.3 Время максимума потребления нагрузки

Т_М = , час

Т_{М, СН1} = ==7997,3час

Т_{М, СН2} = = =7603,3час

Т_{М, НН} = ==8362,8час

Т _{М ,ВН} = =

==8040час

1.4 Время максимальных потерь энергии -

Рассчитывается, за год на каждом напряжении. Годовая продолжительность времени потерь принимается календарная Т=8760 часов

, час

для каждого напряжения свое время максимальных потерь

? _СН1 = =7811,98

? _СН2 = =8069,35

? _НН = =7968,9

1.5 Выбор мощности автотрансформаторов и трансформаторов блока

По таблице 3.5 стр. 138 и таблица 3.6 стр. 146 [2] выбираем трансформаторы блока для 2-х вариантов.

I-Вариант

Выбираю трансформаторы блока:

Sном.тб0,7*S_{max 10}

ТБ1- ТБ2- (Sном.тб0.7*107МВА) ТДНС-10000-36,75/10,5

Мощность автотрансформаторов связи выбирается из условия 70% загрузки в нормальном режиме. По таблице 3.8 стр.156 в [2]выбираем автотрансформатор.

Sном.атс0,7Smax вн0,7*101,0470,707МВА

АТДЦТН-125000-230/121/38,5

(Автотрансформатор 3-х фазный; система охлаждения: дутье с принудительной циркуляцией масла; 3-х обмоточный с наличием устройства РПН (регулировка напряжения под нагрузкой)).

Технические характеристики см. таблицу №1.2

II-Вариант

ТБ3 - ТБ4 - (Sном.тб0,7* S_{max 35}0,7*33,7123,59МВА)

ТДН-25000-115/38,5

Sном.атс0,7Smax вн0,7*101,0470,707МВА

АТДЦТН-125000-230/121/10,5

(Автотрансформатор 3-х фазный; система охлаждения: дутье с принудительной циркуляцией масла; 3-х обмоточный с наличием устройства РПН (регулировка напряжения под нагрузкой)).

Таблица №1.2

№Вар-та	ТИП	Sном	U (кВ)	Pк кВт	Pхх	Uк%	Iхх %
		МВА	ВН	СН	НН	В-С	В-Н	С-Н		В-С	В-Н	С-Н
1.	АТДЦТН-125000/220/110	125	230	121	38,5	315	280	275	65	11	45	28	0,4
2.	АТДЦТН-125000/220/110	125	230	121	10,5	315	280	275	65	11	45	28	0,4
1.	ТДНС-10000-36,75/10,5	10	36,75	-	10,5	-	60	-	12	-	8	-	0,75
2.	ТДН-25000-115/38,5	25	115	-	38,5	-	120	-	25	-	10,5	-	0,65

1.6 Определение потерь энергии в трансформаторах и автотрансформаторах

Потери энергии в трансформаторах блока.

Где: nтб - количество одинаковых трансформаторов.

Pкз; Pхх - потери холостого хода и короткого замыкания, кВт

Sген - номинальная мощность генератора

Sном т.б - номинальная мощность трансформаторов блока, МВА

Твкл - время включения трансформатора в работу 8760 часов в году.

- время максимальных потерь в час

I-Вариант

S_max-=S₁₀=10

? = ?_НН =7968,9



II-Вариант

S_max-=S₃₅=33,71

? = ?_СН2 =8069,35

Потери энергии в автотрансформаторах.

I-Вариант

Где: N - количество одинаковых трансформаторов.

Pкз; Pхх - потери холостого хода и короткого замыкания, кВт

S_max -максимальная мощность

Sном т.б - номинальная мощность автотрансформаторов, МВА

Твкл - время включения трансформатора в работу 8760 часов в году.

- время максимальных потерь в час

Т _{М ,ВН} = =

==8264,3 час

=7913 час

?_С = ? _СН1 =7811,98 час

Т _{М ,НН} = =

==8343,88 час

=8046,13 час

S_м.В= S_М.ВН=101,04МВА

S_м.С= S_М.СН1=57,3МВА

S_м.Н= =43,7МВА.

?Р_К,В = ==167,5кВт

?Р _К,С = ==147,5кВт

?Р _К,Н = ==952,5кВт

где:К_ВЫГ= - коэффициент выгодности или коэффициент типовой мощности

=1902701,62 кВт*час

II-Вариант

=7913 час

Т _{М ,СН} = ==8260,6 час

?_С =7906,9 час

?_Н = ? _НН =7968,9 час

S_м.В= S_М.ВН=101,04 МВА

S_м.С= =

=91МВА.

S_м.Н= S_М.НН=10 МВА

=1905145,54 кВт*час

1.7 Приведенные затраты

1.7.1 Стоимость потерь электроэнергии

где - стоимость потерь энергии в автотрансформаторах

=2,89 тенге/кВт час - стоимость потерь электроэнергии

- стоимость потерь энергии в трансформаторах

I-Вариант

=6797,31 тыс.тенге

II-Вариант

=9315,74 тыс.тенге

1.7.2 Капитальные затраты

На основное оборудование ПС для сравнения капитальных затрат вариантов удобнее заполнить таблицу №1.3.

Таблица №1.3

Наимено- вание оборудо- вания	Стоимость единицы оборудования Тыс.тенге	Первый вариант.	Второй вариант.
		Кол-во	Общая стоимость Тыс.тенге	Кол-во	Общая стоимость Тыс.тенге
АТ1,АТ2	100*270	2	54000	2	54000
Т1,Т2	100*48	2	9600	----	-----
Т3,Т4	100*92	----	-----	2	18400
Ячейка ОРУ-110	100*23	2	4600	4	9200
Ячейка ОРУ-35	100*7	4	2800	2	1400
К СН	-	-	17000	-	29000
К ВН	-	-	54000	-	54000
КОБЩ	-	-	71000	-	83000

1.7.3 Стоимость отчислений на амортизацию ремонт и обслуживание

где - для ОРУ-110кВ и ниже - норма отчислений на обслуживание

- для ОРУ-220кВ и выше - норма отчислений на обслуживание

К- сумма полученных капитальных затрат из таблицы №3 по вариантам.

I-Вариант

=1598 тыс.тенге

=4536 тыс.тенге

С_А= С_а.р.о. _СН + С_{а.р.о.ВН}=1598+4536=6134

II-Вариант

= 2726 тыс.тенге

=4536 тыс.тенге

С_А= С_а.р.о. _СН + С_{а.р.о.ВН}=2726+4536=7262

1.7.4 Приведённые затраты

где - нормативный коэффициент экономической эффективности

I-Вариант

=21806,31тыс.тенге

II-Вариант

=26952,74 тыс.тенге

Вывод: Для дальнейшего расчёта выбираю 1-вариант с наименьшими затратами.