Файл: Мельников, Н. А. Проектирование электрической части воздушных линий электропередачи 330-500 кВ.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 15.10.2024

Просмотров: 147

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

£ н= 0 ,12 и £ н.п=0,08. Однако отдельные уникальные объекты энергетики, имеющие крупное народнохозяйственное значение и характеризуемые длительным периодом капитальных вложений и реализации эффекта, могут иметь £ и=0,08.

При выполнении технико-экономических расчетов возникает надобность в определении удельных приведенных затрат

з = И + Е и к

(5-3)

П

 

где П — годовая продукция, постоянная

во времени.

Для периода временной эксплуатации объекта удельные при­ веденные затраты равны:

т

S ( £ „ / С , + Д Я , ) ( 1 + £ „ . п)Т

3 = '=1— -------------------------- , (5-4)

S АЛ, (1 + £н.п)Т_' (=і

где ДЯ* — прирост продукции в год t.

5-2 ВЫБОР НОМИНАЛЬНОГО НАПРЯЖЕНИЯ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ

Определение номинального напряжения электропередачи представляет собой сложную технико-экономическую задачу, на решение которой влияют различные факторы.

В практике проектирования используется наиболее совре­ менный метод сопоставительного проектирования ряда парал­ лельных вариантов с различными напряжениями и анализ ре­ зультатов этих вариантов.

Задача выбора напряжения электропередачи связана также с выбором сечения проводов, числа параллельных проводов в фазе, числа цепей и решается комплексно. При выборе напряже­ ния электропередачи необходимо считаться с действующим стандартом напряжений СССР (ГОСТ 721-62), который уста­ навливает следующие номинальные напряжения: 3, 6, 10, 20, 35, ПО, 150, 220, 330, 500 и 750 кВ. Международная электротехни­ ческая комиссия рекомендует следующую шкалу стандартных

напряжений в зоне 330 кВ и выше (табл. 5-2).

напряжений

Выбор системы оптимальных номинальных

в энергообъединениях и в ЕЭС СССР представляет

собой ком­

плексную задачу, требующую учета многих факторов. Задача эта является наиболее сложной в энергетике вследствие того, что функции линий электропередачи могут резко изменяться во времени в зависимости от роста нагрузок, ввода и размещения

8—342

105


Т а б л и ц а 5-2

Номинальное

Наибольшее рабо-

Номинальное

Наибольшее рабо-

напряжение, кВ

чее напряжение, кВ

напряжение, кВ

чее напряжение, кВ

330

и

345

362

500

525

380

и

400

420

700 и 750

765

новых генерирующих мощностей. Если учесть, что при проекти­ ровании развития энергосистем на 5—10 лет величины нагрузок и мощности электростанций могут быть оценены только прибли­ женно, а все отклонения фактических величин от проектных влияют на загрузку линий электропередачи, то станет ясна трудность определения расчетных условий для выбора оптималь­ ных номинальных напряжений электросетей энергетических объединений.

Выбор оптимального напряжения отдельной линии не может быть обоснован без учета имеющихся или возникающих в буду­ щем электрических связей с объединенной или районной энерго­ системой. На современном этапе развития энергетики нельзя выбирать напряжение проектируемых линий «классическими» методами (по формулам) даже для изолированных районов, которые длительно не будут иметь связей с другими энергоси­ стемами, так как указанные методы не учитывают динамики развития.

Выбор напряжений отдельных линий без учета условия раз­ вития энергосистемы в целом и возникновения межсистемных связей приводит к нерациональным решениям — существованию, например, 53 номинальных напряжений в диапазоне 22—345 кВ в США; аналогичное положение имеет место в Японии, Австра­ лии и некоторых других странах.

Основными факторами, определяющими выбор оптимально­ го значения номинального напряжения отдельных линий элек­ тропередачи, являются, как известно, длина линии, ее пропуск­ ная способность, режим передачи мощности и энергии в течение определенного расчетного периода, технические и экономичес­ кие характеристики имеющегося оборудования и стоимость по­ терь энергии и мощности.

Выбор оптимального значения номинального напряжения от­ дельных линий в то же время должен быть ограничен системой оптимальных напряжений, принятой для данной объединенной энергосистемы или ЕЭС, что предотвращает возможность воз­ никновения слишком большого числа близких по величине на­ пряжений, т. е. тех нерациональных явлений, о которых говори­ лось выше.

Выбор оптимальных систем напряжения, например 35, ПО, 220, 500 кВ или 35, 150, 330, 750 кВ, которому должен подчи-

106


пяться выбор напряжения от­

 

 

 

дельной линии, требует прове­

 

 

 

дения

технико-экономических

 

 

 

исследований

на перспективу

 

 

 

15—25 лет с рассмотрением не­

 

 

 

скольких вариантов систем но­

 

 

 

минальных напряжений,

при

 

 

 

варьировании

исходной

ин­

 

 

 

формации (электрических на­

 

 

 

грузок, типа, мощности и раз­

 

 

 

мещения новых генерирующих

250

500

750 1000 1250 км

источников, технико-экономи­

 

 

 

ческих

показателей оборудо­

Рис. 5-1. Области экономического примене­

вания)

и с обязательным уче­

ния различных

номинальных напряжений.

том межсистемных связей.

 

возможны только

после внедре­

Такие исследования стали

ния новых методов расчетов с применением ЦВМ. В прошлом, в течение нескольких лет, при проектировании электросетей пользовались методикой выбора напряжений по параметрам отдельной линии или группы линий без учета динамики разви­ тия и объединения энергосистем.

Попытку определить зону применения напряжений электро­ передачи с учетом подстанций и приведенных затрат сделал ин­ ститут Энергосетьпроект. Определение границы раздела обла­ стей применения напряжений для электропередачи мощностью

до

1 000 МВт и длиной до 1

000 км произведено при сроке оку­

паемости

дополнительных

капитальных

затрат

8 лет (Ев=

=

0,125),

времени максимальных потерь 3 000 ч,

стоимости по­

терь энергии

0,6 коп/кВт-ч

и

экономической плотности тока

1

А/мм2.

При

расчете учтены

потери на

корону

(коэффициент

мощности потребителей равен 0,9) и необходимость установки на приемной подстанции синхронных компенсаторов. При длин­ ных линиях 330—500 кВ учтена установка шунтирующих реак­ торов и для мощных дальних передач необходимость емкостной продольной компенсации.

На рис. 5-1 приведены области экономического применения различных номинальных напряжений в координатах длины и мощности электропередачи.

Кривые на рис. 5-1 являются лишь иллюстрацией технико­ экономических соотношений, поэтому при практическом проек­ тировании для окончательного выбора напряжения передачи не­ обходимо проводить подробные расчеты конкурирующих вари­ антов. В табл. 5-3 приведены результаты определения напряже­

ния для электропередачи

Волжская

ГЭС имени

XXII съезда

КПСС— Москва длиной

1 000 км,

пропускная

способность

1 500 МВт.

 

 

 

Как уже указывалось, с развитием сетей линий сверхвысоко­ го напряжения при проектировании объединенных энергосистем

8* 107


Т а б л и ц а 5-3

Номинальное напряжение, Схема передачи

«В

400Две цепи, три переклю­ чательных пункта, про­ дольная компенсация 25%, синхронные ком­ пенсаторы на переклю­ чательных пунктах

500Две цепи, три переклю­ чательных пункта

Капитальные

Потерн

Стоимость

затраты, %

электроэнер­

передачи

гии, %

1 кВт-ч, %

 

100

100

100

95

79

86,5

необходимо выбирать с учетом перспективы не напряжение от­ дельных электропередач, а экономически и технически опти­ мальную систему напряжений, например 110—220—500 кВ или

110—220—400 кВ, или 150—330—750 кВ.

Приведем несколько примеров.

Объединенная энергетическая система Центральной Сибири. В состав ли­ ний электропередачи сверхвысокого напряжения объединенной энергосистемы Центральной Сибири входят линии связи основных наиболее мощных энерго­ систем — Иркутской, Красноярской и Кузбасской и линии электропередачи для выдачи в объединенную энергосистему мощности крупнейших гидроэлект-

Т а б л и ц а 5-4

 

 

Расход, млн. руб., при напряже*

Статьи расхода

нни, кВ

 

 

 

 

 

500

400

К а п и т а л ь н ы е з а т р а т ы

 

 

Линии с проводом ЗХАСО-600

16,5

15,8

Линии с проводом ЗХАСО-500

142,5

143,9

Подстанции

82,8

97,0

В с е г о

капитальных затрат

241,9

256,7

Г о д о в ы е и з д е р ж к и

 

 

Стоимость потерь электроэнергии

7,11

8,96

Отчисления от стоимости линий

6,36

6,39

Отчисления от стоимости подстанций

6,62

7,66

В с е г о

годовых издержек

20,09

23,01

Приведенные затраты

49,0

53,8

108


Т а б л и ц а 5-5

Показатель

Напряжение,

кВ

750

500

 

Капитальные затраты, млн. руб.

147,56

165,43

Приведенные капитальные затраты, млн.

202,19

223,74

руб.

15,9

16,35

Годовые издержки за 8 лет, млн. руб.

Потери электроэнергии в 1975 г., млн. кВт-ч

1 895

1 930

Расход алюминия, тыс. т

39,0

41,1

Приведенные затраты, млн. руб.

41,1

44,25

ростанций на Ангаре и Енисее. Линии несут большие потоки мощности, до­ стигающие на отдельных направлениях в нормальных режимах 1 300— 2 200 МВт.

Сеть сверхвысокого напряжения характеризуется большим числом под­

станций

400—500 кВ

(до 20) и сравнительно короткими

участками (около

250 км)

между узловыми точками сети. Результаты сопоставительного проекти­

рования вариантов 500 и 400 кВ приведены в табл. 5-4.

кВ по сравнению

Применение для

Центральной Сибири напряжения 500

с 400 кВ дает абсолютную выгодность: капитальные затраты ниже на 6%, го­ довые издержки ниже на 13%, потери энергии ниже на 20%.

Нагрузки линий сверхвысокого напряжения объединенной энергосистемы Центральной Сибири на расчетный период таковы, что линии 400 кВ загруже­ ны на 130—160% натуральной мощности. Работа сети 400 кВ проходит в тяже­ лых условиях: необходима большая мощность синхронных компенсаторов, необходимы установки продольной емкостной компенсации большой мощности, более тяжелые условия регулирования напряжения в сети.

В результате напряжение 400 кВ непригодно для объединенной энергоси­ стемы Центральной Сибири.

Объединенная южная энергосистема. В конце 50-х годов для ОЭС Юга была принята система напряжения ПО (150)—330 кВ. С увеличением мощно­ сти объединенной энергосистемы линии 330 кВ не могли справляться с меж­ системными функциями и для этих целей должны быть заменены линиями большей пропускной способности, при этом за сетью 330 кВ сохраняются лишь распределительные функции. Расчеты по выбору высшего напряжения для сети ОЭС Юга сведены в табл. 5-5.

Для ОЭС Юга высшее напряжение принято 750 кВ, имеющее абсолют­ ную окупаемость.

5-3 ВЫБОР ЧИСЛА ЦЕПЕЙ ЛИНИИ

ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ

В случае, когда передаваемая мощность существенно превы­ шает натуральную мощность линии или когда мощность прием­ ной системы того же порядка, что и мощность передачи, нель­ зя сооружать передачу одноцепной и необходимо определить оптимальное число параллельных цепей электропередачи сверх­ высокого напряжения.

109