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
£ 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