7. Технико-экономический расчет

Выберем ОРУ. Все подстанции в кольцевой сети являются проходными. Поэтому выбираем ОРУ "Мостик с выключателями в цепях линий и ремонтной перемычкой со стороны линий". Определяем стоимость такого ОРУ в ценах 1991 года при напряжении 220 кВ: .

Стоимость трансформаторов и постоянная часть затрат на одной подстанции в ценах 1991 года:

;

.

Стоимость ЗРУ определяется как произведение стоимости одной ячейки на их количество. Стоимость ячейки ЗРУ 10 кВ в ценах 1991 года . Число отходящих линий определяется через их пропускную способность , которая при напряжении 10 кВ составляет 4 .

Подстанция №1: ;

Подстанция №2: ;

Подстанция №3: ;

Подстанция №4: ;

Тогда общее число ячеек с выключателями и стоимость ЗРУ в ценах 1991 года составляет:

Подстанция №1:

Подстанция №2:

Подстанция №3:

Подстанция №4:

Компенсирующие устройства:

Подстанция №2:

Подстанция №3:

Зональные коэффициенты для Сибири равны: . Тогда суммарные капитальные вложения в строительства подстанций в ценах 1991 года составят:

Выбираем для всех линий сети стальные свободностоящие опоры. Стоимость линий:

АС-400 = 59 тыс.руб./км; АС-300 = 54 тыс.руб./км; АС-240 = 51 тыс.руб./км.

Суммарные капиталовложения в строительство линий в ценах 1991 года равны:

Приведем капиталовложения к ценам 2003 года:

где - доли затрат на строительно-монтажные работы, технологическое оборудование и прочие работы в общих капиталовложениях; - индексы цен для соответствующих затрат на сентябрь 2003 года.

Суммарные капиталовложения:

Ежегодные отчисления на ремонт и обслуживание линий и подстанций равны ; . Тогда издержки на эксплуатацию линий и подстанций:

Стоимость годовых потерь энергии и суммарные издержки:

Приведенные затраты на строительство и эксплуатацию сети:

Примечания к рисунку №5:

1.Трансформаторы с расщепленной обмоткой изображены как двухобмоточные трансформаторы;

2. Распределительное устройство источника питания показано упрощенно.

Рисунок №5 - Схема сети с ОРУ (П/С - трансформаторная подстанция)

8. Точный электрический расчет

Зарядные мощности линий определим через емкостные проводимости:

Номинальные коэффициенты трансформации:

Рисунок №6 - Полная схема замещения сети

Рисунок №7 - Схема замещения с расчетными нагрузками подстанций (зарядные мощности у источника питания для простоты не показаны)

Определим расчетные нагрузки подстанций:

Подстанция №1:

Подстанция №2:

Подстанция №3:

Подстанция №4:

Таблица №13 - Расчетные нагрузки подстанций

№ подстанции
1	0,413	10,41	70,413+j81,81	70,58+j77,923
2	0,16063	4,536	50,161+j20,87	50,261+j16,981
3	0,201	5,668	50,2+j36,57	50,3+j30,88
4	0,165	4,658	40,17+j39,86	40,27+j34,22

Определяем предварительное потокораспределение без учета потерь. Определяем потоки мощности в головных линиях по правилу моментов:

Мощности на остальных участках:

Так как значения мощности в линии 5, полученные по правилу моментов и по первому закону Кирхгофа, совпали в пределах допустимой погрешности, то предварительный расчет потокораспределения выполнен правильно.

Все мощности положительны. Точка потокораздела по активной мощности находится в узле 2, а по реактивной в узле 3. Определяем потери мощности в линии, находящейся между точками потокораздела.

Линия №3:

Вырезаем линию №3 и разделяем сеть на две эквивалентных разомкнутых сети и производим окончательный расчет потокораспределения с учетом потерь мощности.

Рисунок №8 - Эквивалентные разомкнутые сети

;

;

;

;

;

Суммарная мощность, потребляемая от источника питания:

Рассчитаем напряжение в узлах сети. Согласно исходным данным, напряжение на шинах РЭС в нормальном режиме максимальных нагрузок равно , то есть .

Расчет начинаем с одного из головных участков - с линии Л1. Продольная и поперечная составляющие падения напряжения:

Линия №1:

Линия №2:

Линия №4:

Линия №5:

Тогда напряжение равно:

Таблица №14 - Расчет напряжений в линиях электропередачи

№	Мощность по которой определяются потери напряжения, МВ·А	Напряжение в начале линии			Напряжение в конце линии
1			9,3	7,7
2			1,802	2,6
5			6,16	5,1
4			4,979	4,47

Продольная и поперечная составляющие падения U в трансформаторных подстанциях:

Подстанция №1:

Подстанция №2:

Подстанция №3:

Подстанция №4:

Таблица №15 - Расчет напряжений на подстанциях

№	, МВ·А
1	70,413+j81,81	232,8	18,6	14,5	214,8	10,3
2	50,161+j20,87	240,2	7,5	16,3	233,3	11,16
3	50,2+j36,57	237,2	12,83	16,4	224,9	10,75
4	40,17+j39,87	235,9	13,88	13,034	222,45	10,64

Допустимый диапазон напряжений на стороне НН подстанций составляет 10,5...11 кВ. Из таблицы №15 видно что напряжения и в диапазон не попадают. Поэтому необходим расчет регулировочных ответвлений.

Подстанция №1. Желаемое значение коэффициента трансформации:

где в качестве желаемого напряжения выбрана нижняя граница допустимого диапазона (10,5 кВ).

Диапазон регулирования трансформатора ТРДН-63000/220 составляет . Соответственно шаг регулирования напряжения , а номер ответвления может изменяться от -8 до +8. Требуемое значение номера регулировочного ответвления с округлением до ближайшего большего целого числа

Фактический коэффициент трансформации и фактическое напряжение на стороне НН:

Подстанция №2. Желаемое значение коэффициента трансформации:

где в качестве желаемого напряжения выбрана верхняя граница допустимого диапазона (11 кВ).

Диапазон регулирования трансформатора ТРДН-40000/220 составляет . Соответственно шаг регулирования напряжения , а номер ответвления может изменяться от -8 до +8. Требуемое значение номера регулировочного ответвления с округлением до ближайшего большего целого числа

Фактический коэффициент трансформации и фактическое напряжение на стороне НН:

Таблица №16 - Расчет регулировочных ответвлений

№
1	214,8	20,56	2	20,28	10,64
2	233,3	21,21	-1	21,22	10,99
3	244,9	-	-	-	10,75
4	222,45	-	-	-	10,64

Вычислим ток в линиях по мощностям и напряжениям, полученным в ходе точного электрического расчета:

Ни одно из этих значений не превышает допустимого тока (для линий №2, 3, 4 - 605А; для линии №5 - 710А; для линии №1 - 825А). Следовательно, все линии в нормальном режиме максимальных нагрузок удовлетворяют условию проверки по допустимому нагреву.