Конфигурация электросети, проектные расчеты

    Оптимизация конфигурации электрической сети заменяется решением задачи сравнительной технико-экономической эффективности совокупности вариантов. Разработка конкурентоспособных вариантов развития электрической сети включает выбор класса напряжения сети и определение ее конфигурации на конечный этап развития нагрузок и электростанций энергосистемы. При этом следует предусматривать рациональные варианты поэтапного строительства линий электропередачи в соответствии с динамикой роста нагрузок.

    В проектной практике для построения рациональной конфигурации элсети принимают по вариантный метод, при котором для заданного расположения потребителей намечают несколько вариантов и из них на основе технико-экономического сравнения выбирается лучший. Этот вариант должен обладать необходимой надежностью, экономичностью и гибкостью. Намечаемые варианты не должны быть случайными. Каждый вариант должен иметь ведущую идею построения схемы, например на каждом последующем участке поток электроэнергии должен быть направлен от источника.

   При составлении вариантов конфигурации электрической сети следует отдавать себе отчет в том, что при по вариантном сопоставлении схем развития сети всегда имеется вероятность выпустить из рассмотрения оптимального варианта. Поэтому при разработке конкурентно способных вариантов конфигурации сети следует по возможности придерживаться следующих принципов оптимальности.

1. Электрическая сеть должна быть как можно короче географически, это улучшает показатели вариантов развития сети по экономическому и экологическому критериям проектирования.

2. Электрический путь от источников к потребителям целесообразно делать как можно короче, что снижает потери электроэнергии в сети и улучшает показатели вариантов по экономическому критерию. При этом нужно помнить, что электрический путь сокращается (увеличивается) при увеличении (уменьшении) числа параллельных цепей линий электропередачи.

3. Существующая электросеть должна быть загружена. Загрузка экономически эффективна, так как для существующей сети не требуется капитальных вложений, если нет нужды в ее усилении. При необходимости усиления существующих линий усиление выполняется тем же сечением провода, которым выполнена существующая линия. При невозможности усиления существующих линий тем же сечением провода требуется замена сечений проводов на всех параллельных линиях, включая существующую линию электропередачи.

4. Варианты развития электрической сети должны удовлетворять критерию надежности электроснабжения потребителей. Содержание требований к вариантам развития электрической сети по критерию надежности:

— потребители I категории надежности электроснабжения должны питаться от двух независимых источников электроснабжения. Применительно к сети это означает, что к нагрузкам I категории должно подходить не менее двух линий электропередачи. Если это две параллельные линии, то они должны быть одноцепными. В виде исключения в качестве независимых источников могут рассматриваться раздельно работающие системы шин одной подстанции. Вообще же резервирование двумя линиями, проходящими по одной трассе, не должно рассматриваться как высоконадежное и может применяться для снабжения потребителей первой категории лишь при соответствующем обосновании;

— потребители II категории также должны получать электропитание по двум линиям, поскольку электропитание электроприемников II категории по одной линии допускается только в том случае, если обеспечена возможность проведения ремонта линии в течение суток. При этом ограничение электроснабжения потребителей II категории обычно приводит к ущербу, превышающему стоимость сооружения резервной цепи;

— электропитание электроприемников III категории допустимо по одной линии при технико-экономическом обосновании такого варианта, то есть при учете ущерба от недоотпуска электроэнергии при перерыве питания;

— замкнутая схема приравнивается по надежности к системе электроснабжения по двум одноцепным линиям.

5. В послеаварийных ситуациях, связанных с отключением линии, повреждением опоры двухцепной линии или отключением блока на электростанции, существующие и вновь проектируемые линии не должны перегружаться больше допустимого. Проверка в этих условиях производится по допустимому току.

6. Разработку конкурентоспособных вариантов конфигурации электрической сети следует начинать с рассмотрения наиболее простых схем, требующих для создания сети наименьшего количества линий и электрооборудования подстанций и, соответственно, наименьших капитальных вложений. К числу таких вариантов относятся схемы сетей магистрального и замкнутого типов. Наряду с наиболее простыми схемами следует рассмотреть и варианты схем с увеличенными капиталовложениями на сооружение линий и подстанций для достижения большей эксплуатационной гибкости схемы или повышенной надежности электроснабжения. К числу таких схем относятся смешанные магистрально-радиальные схемы со сложно замкнутыми контурами.

7. К использованию наиболее сложных и дорогих схем сетей следует переходить лишь в тех случаях, когда более простые схемы неудовлетворительны по техническим требованиям и критериям (например, при завышенных сечениях проводов, необходимых по допустимому нагреву; при неприемлемых потерях напряжения и т. п.). После разработок совокупности рациональных вариантов, в каждом из которых обеспечивают технические возможности надежного и качественного электроснабжения потребителей электроэнергии при соблюдении ограничений по экологическому критерию и с учетом факторов перспективных вариантов, социального и других, выполняют проектирование электрической сети. Проектирование заключается в выборе сечений линий электропередачи, схем распределительных устройств и наиболее капиталоемкого оборудования подстанций в каждом из вариантов конфигурации электрической сети.

    Выбранная схема развития электрической сети (радиальная, магистральная, замкнутая, смешанная) в значительной степени влияет на схемы распределительных устройств подстанций. Поэтому при оценке технико-экономических показателей вариантов электросети и выборе наиболее целесообразного варианта электроснабжения необходимо учитывать стоимость оборудования распределительных устройств подстанций того же класса напряжения, на котором проектируется электрическая сеть. С этой целью для каждого варианта схемы развития сети нужно наметить и схемы электрических соединений подключенных подстанций. При выборе схем электрических соединений подстанций следует учесть, что типы трансформаторов и схемы распределительных устройств других классов напряжений не зависят от варианта развития электрической сети. Следовательно, при сопоставлении вариантов развития сети необходимо учитывать только схемы распределительных устройств того класса напряжения, на котором проектируется электрическая сеть.

    Выбор наиболее рационального варианта из совокупности конкурентоспособных вариантов выполняется по экономическому критерию. Критерием, которому должен удовлетворять вариант, считающийся наиболее целесообразным, является условие минимума принятого экономического функционала. В тех случаях, когда различие в значениях экономического функционала вариантов лежит в пределах точности задания исходных данных (в 5 %-м интервале) при соблюдении ограничений по экологическому критерию и с учетом факторов перспективности вариантов, социального и других, принимаются во внимание дополнительные показатели и практические соображения. К их числу, например, могут быть отнесены удельные капитальные вложения, себестоимость передачи энергии, расход металла на сооружение электросети, удобство организации работ по ее сооружению, возможность введения сети в работу несколькими очередями, удобство эксплуатации. Следует отметить, что многие из дополнительных критериев допускают количественную технико-экономическую оценку. В этих случаях соответствующие показатели должны быть по возможности внесены в расчеты принятого экономического функционала.

    Наиболее целесообразный вариант конфигурации электрической сети принимается для дальнейшей детальной проработки и последующей практической реализации.

Рубрика: Проектно-изыскательные работы