Выбор источников питания собственных нужд

 

Поскольку согласно заданию на проектирование напряжение системы собственных нужд на ТЭЦ составляет 10 кВ, то для питания механизмов собственных нужд предлагается использовать реактированные отпайки от ГРУ.

Рассчитаем ток, приходящийся на каждый источник собственных нужд:

.

Поскольку расчёт сопротивления реактора ведётся по известным значениям тока КЗ до установки реактора и уровня тока КЗ после его установки, то на данном этапе сопротивление реактора мы определить не можем. Поэтому выберем реактор по номинальному напряжению и току:

;

.

;

.

По данным условиям выбираем по [7] сдвоенные сухие реакторы РСТСТГ 10-2х630-хххУ3 (где ххх – величина номинального сопротивления реактора, которая будет уточнена в ходе дальнейших расчётов) на номинальное напряжение 10 кВ с номинальным током 2х630 А.

 

2.5 Технико-экономическое сравнение вариантов структурной схемы ТЭЦ

 

Для каждого варианта структурной схемы проектируемой электростанции (подстанции) определяют:

1) капиталовложения, ;

2) годовые издержки, ;

3) математическое ожидание ущерба  или .

Затем на основании этих основных показателей вычисляют значение целевой функции приведенных затрат , которая дает комплексную количественную оценку экономичности и надежности сопоставляемых вариантов структурной схемы.

Если разница в вариантах менее 5%, то окончательный выбор производится по таким критериям, которые сложно оценить с точки зрения надежности и экономичности: возможность дальнейшего расширения, удобство эксплуатации и т. п.

 

Расчёт капиталовложений

 

Капиталовложения складываются из двух составляющих:

,

где:

 - суммарная расчетная стоимость трансформаторов;

 - суммарная расчетная стоимость ячеек выключателей.

Разброс цен на современное электрооборудование довольно большой, поэтому сколько-либо точно определить капиталовложения будет весьма сложно, если брать за основу цены разных производителей. Поэтому технико-экономическое сравнение будем вести, используя укрупнённые показатели стоимости из [16] на 1982 год. Выключатели также будут выбираться из каталогов на 1982 год, поскольку целью технико-экономического сравнения является не разработка конкурентноспособных на настоящий момент вариантов, а сравнение стоимостных показателей вариантов и выбор наиболее оптимального с точки зрения капиталовложений, годовых издержек и показателей надёжности.

При необходимости получить капиталовложения в ценах, соответствующих нынешнему уровню, нужно капиталовложения, рассчитанные по показателям стоимости на 1981 год, умножить на коэффициент удорожания.

Для перехода к расчетной стоимости трансформатора надо заводскую стоимость умножить на коэффициент a, учитывающий затраты на доставку, строительную часть и монтажные работы от заводской стоимости трансформатора

По [16], стр. 550 определяем коэффициент a для каждого типа трансформатора и умножаем его на заводскую стоимость из [16], стр. 146-161.

Поскольку выбор выключателей можно сделать лишь на основании расчётов токов короткого замыкания, что значительно увеличило бы трудозатраты на этапе технико-экономического сравнения, то в учебном проектировании допускается выбирать выключатели лишь по номинальным параметрам. Учитывая, что стоимость выключателя мало зависит от номинального тока, можем во всех вариантах при выборе выключателей руководствоваться лишь номинальным напряжением установки. Стоимость ячеек выбираем по [16], стр. 583.

Расчёт капиталовложений будем вести только для отличающихся частей вариантов структурной схемы. Так, например, в капиталовложениях не учитываем стоимость генераторов, реакторов и резервного трансформатора для питания собственных нужд, поскольку они одинаковы во всех вариантах схем.

Расчёт капиталовложений представим в виде таблицы:

             Таблица 2.2 - Расчёт капиталовложений

Наименование оборудования

Цена за единицу с учётом коэффициента а, тыс. руб.

Вариант 1

Вариант 2

Вариант 3

Количество, шт. Стоимость, тыс. руб. Количество, шт. Стоимость, тыс. руб. Количество, шт. Стоимость, тыс. руб. ТДЦ-80000/110 113,7·1,5 = 170,55 3 511,65 1 170,55 2 341,1 ТДН-40000/110 88·1,5 = 132 0 0 0 0 2 264 ТДН-63000/110   110·1,5 = 165 2 330 0 0 0 0 ТРДЦН-125000/110   196·1,5 = 294 0 0 2 588 0 0 Ячейка выключателя ВЭБ-110 64,1 5 320,5 3 192,3 5 320,5 Ячейка выключателя 6-10 кВ 17,6 5 88 8 140,8 38 140,8 K, тыс. руб. - - 1250,15 - 1091,65 - 1066,4

 

 

Расчёт ежегодных расходов

 

Годовые издержки производства (годовые эксплуатационные расходы) складываются из трех составляющих:

,

где:

 - амортизационные отчисления (отчисления на реновацию и капитальный ремонт);  - норма амортизационных отчислений за 1 год;

 - издержки на обслуживание электроустановки (на текущий ремонт и зарплату персонала);  - норма отчислений на обслуживание за 1 год;

 - издержки, обусловленные потерями энергии в варианте проектируемой установки;  - удельные затраты на возмещение потерь, ;  - годовые потери энергии, .

Для силового электротехнического оборудования и РУ согласно [16], стр. 549 установлены следующие нормы отчислений:

при , ;

при , .

 

Амортизационные отчисления для варианта 1:

.

Амортизационные отчисления для варианта 2:

.

Амортизационные отчисления для варианта 3:

.

Определим издержки на обслуживание электроустановки.

В издержках для каждого варианта будут составляющие на обслуживание электрооборудования до 110 кВ.

Издержки на обслуживание электроустановки для варианта 1:

Издержки на обслуживание электроустановки для варианта 2:

Издержки на обслуживание электроустановки для варианта 3:

 

Для определения издержек из-за потерь энергии в установке, вычислим потери в трансформаторах и автотрансформаторах.

 

Так как на стадии проектирования подробные характеристики потребителей обычно отсутствуют, то расчет потерь энергии можно вести приближенно через время максимальных потерь ([16], стр. 546):

,

где:

 - время планового ремонта трансформатора в год (согласно [16], стр. 488. Оно составляет 30 часов для трансформаторов с номинальной мощностью более 80 МВА и 28 часов для трансформаторов с номинальной мощностью 10-80 МВА);

 - время наибольших потерь, определяемое через  по [16], стр. 546.

.

Тогда для одноступенчатого графика .

Рассчитываем годовые потери в трансформаторах для каждого варианта. Максимальные перетоки мощности берутся для нормального режима, так как аварийные и ремонтные режимы относительно кратковременны.

 

Вариант 1

 

Для трансформатора ТДЦ-80000/110:

.

Перетоки мощности через трансформаторы связи не соответствуют графику загрузки генераторов. Поэтому расчёт потерь будем вести по формуле, аналогичной формуле для автотрансформаторов. Тогда для каждого из трансформаторов ТРДН-63000/110:

.

Суммарные годовые потери электроэнергии для варианта 1:

 

 

Вариант 2

Для трансформатора ТДЦ-80000/110:

Для трансформатора ТРДЦН-125000/110:

.

Суммарные годовые потери электроэнергии для варианта 2:

 

Вариант 3

Для трансформатора ТДЦ-80000/110:

Для трансформатора ТДН-40000/110:

.

 

Суммарные годовые потери электроэнергии для варианта 3:

 

Приняв по [17], стр. 79 при  удельные затраты на возмещение потерь электроэнергии для Сибири , определим издержки, обусловленные потерями энергии, для варианта 1:

.

Издержки, обусловленные потерями энергии, для варианта 2:

.

Издержки, обусловленные потерями энергии, для варианта 3:

.

Суммарные издержки для варианта 1:

.

Суммарные издержки для варианта 2:

.

Суммарные издержки для варианта 3:

.