Схема внутреннего электроснабжения

Принцип выполнения городской электрической сети выбирается применительно к основной массе электроприемников рассматриваемого района города. Согласно СП 31−110−2003 /1/ при этом выполняются следующие требования:

• — нагрузочная способность линий и трансформаторов должна определяться принятым способом построения распределительной сети, расчетными режимами ее работы, с учетом перегрузочной способности оборудования и кабелей в послеаварийном режиме;
• — РП 10 кВ следует, как правило, выполнять с одной секционированной системой сборных шин с питанием по взаиморезервируемым линиям, подключенным к разным секциям шин, на секционном выключателе должно предусматриваться устройство АВР.

Основным принципом построения распределительной сети 10 кВ для электроприемников второй категории является сочетание петлевых схем 10 кВ, обеспечивающих двухстороннее питание каждой ТП, и петлевых схем 0,38 кВ для питания потребителей.

Целесообразность принятия той или иной схемы обосновывается технико-экономическим сравнением.

5.1 Технико-экономическое обоснование выбора кабельных линий 10 кВ

Выбор кабельных линий осуществляется по экономической плотности тока, которая устанавливает оптимальное соотношение между затратами цветного металла и потерями электроэнергии в линии.

Расчетный ток кабеля в i-ой кабельной линии в нормальном режиме (19):

где Р_Р, Q_Р — расчетная активная и реактивная нагрузки кабельной линии;

n_К — количество кабелей;

U_ном — номинальное напряжение кабельной линии.

Сечение i-ой кабельной линии, определяемое по экономической плотности тока (20):

где j _э = 1,4 — экономическая плотность тока (по ПУЭ /3, таблица 1.3.36/).

По результату расчета выбирается кабель, имеющий ближайшее большее стандартное сечение. По условиям окружающей среды выбирается тип кабеля.

Для выбранного кабеля определяется длительно допустимый ток с учетом условий прокладки (21):

где К_П. — поправочный коэффициент на число параллельно прокладываемых кабелей (по ПУЭ /3, таблица 1.3.26/);

К_t — поправочный коэффициент на температуру среды, в которой прокладывается кабель (по ПУЭ /3, таблица 1.3.3/);

I_ДОП. — длительно допустимый ток для данного кабеля;

N_К — число параллельных кабелей в кабельной линии;

Выбранное сечение проверяется в аварийном режиме (22):

где К_АВ = 1,2 — коэффициент перегрузки (по ПУЭ /3 таблица 1.3.2).

Так же выбранное сечение проверяется по потере напряжения (23):

где х_О, r_О — удельные активное и реактивное сопротивление кабеля ;

l — длина кабельной линии, м.

Потери мощности в линии (24):

После расчета токов короткого замыкания кабели должны быть проверены на термическую устойчивость.

Технико-экономическое сравнение сводится к сравнению стоимости кабельных линий и потерь в них, т.к. стоимость ТП во всех вариантах будет одинакова. В первом приближении стоимость дополнительного оборудования, устанавливаемого на РП по сравнению с ТП, учитывать не будем.

Приведенные затраты по варианту определяются по выражению (25):

где Е_Н = 0,12 — нормативный коэффициент приведения /4, табл.2.23/;

К — капитальные вложения по варианту;

И_Н — ежегодные издержки производства, определяются по выражению (26):

где И_А — амортизационные отчисления;

И_М — стоимость потерь электроэнергии;

И_Э — эксплуатационные расходы.

Амортизационные отчисления определяются по выражению (27):

где Е_А — годовая норма амортизации /4, таблица 2.23/.

Эксплуатационные расходы определяются по выражению (28):

где Е_Т.Р. -нормативные отчисления на текущий ремонт /4, таблица 2.23/.

Стоимость потерь электроэнергии определяется по выражению (29):

где m — стоимость 1 кВт потерь электроэнергии, определяется по выражению:

где б, в — основная и дополнительная ставка тарифа (=0, =1,43 руб/кВтЧч);

Т _м=5300 — годовое число использования получасового максимума активной нагрузки /5, таблица 7.12/;

Т _г=8760 — годовое число часов работы предприятия.

ф — годовое число часов максимальных потерь (30):

Вариант I:

На рисунке 1 приведена схема для 1-го варианта электроснабжения, представляющая собой кольцевые распределительные линии для каждого микрорайона. Каждый трансформатор питается от разных источников.

Рисунок 1. Схема электроснабжения района (вариант 1).

Расчет кабельных линий для варианта I сведен в таблицу 5. Экономический расчет по варианту I сведен в таблицу 7.

Вариант II:

На рисунке 2 приведена схема для 2-го варианта электроснабжения. Она представляет собой две двойные сквозные магистрали. Каждый из двух трансформаторов ТП питается от разных источников, разных секций шин ПС, тем самым обеспечивается надежное питание потребителей II категории.

Рисунок 2. Схема электроснабжения района (вариант 2).

Расчет кабельных линий сведен для варианта II в таблицу 6. Экономический расчет по варианту сведен в таблицу 8.

В результате технико-экономического сравнения выбран вариант I, потому что приведенные затраты в ценах на 01.01.06 /6/ по этому варианту меньше на 19,4%.

5.2 Выбор кабельных линий 0,4 кВ

Выбор кабельных линий 0,4 кВ производится аналогично выбору кабельных линий 10 кВ. Результаты выбора сведены в таблицу 9.