И. Карапетян - Справочник по проектированию электрических сетей

• Название: Справочник по проектированию электрических сетей
• Автор: И. Карапетян
• Жанр: Справочники
• Год: 2012
• ISBN: 978-5-4248-0049-8

Приводятся сведения по проектированию электрических сетей энергосистем, методам технико-экономических расчетов, выбору параметров и схем сетей, данные по электрооборудованию, воздушным и кабельным линиям, по стоимости элементов электрических сетей.

В настоящем издании учтены последние изменения структуры российской энергетики и требования новых нормативных документов; приведены новые технические данные по кабельным линиям, автотрансформаторам, коммутационным аппаратам и другим видам оборудования, а также уточненные стоимостные показатели объектов сетевого хозяйства; рассмотрены современные подходы к формированию тарифов на электроэнергию.

Справочник предназначен для инженеров, занятых проектированием и эксплуатацией энергетических систем и электрических сетей, а также для студентов энергетических вузов.

---

Таблица 2.14

Средние значения удельного расхода электроэнергии в быту и сфере обслуживания в сельских населенных пунктах могут быть приняты с учетом данных табл. 2.15.

Таблица 2.15

Окончание табл. 2.15

Данные о продолжительности использования максимума нагрузки быта и сферы обслуживания в сельской местности приведены ниже.

2.5. Расход электроэнергии на собственные нужды электростанций и подстанций

Расход электроэнергии на СН тепловых электростанций зависит от типа и единичной мощности агрегатов, установленных на электростанции, а также от вида топлива и способа его сжигания.

Максимальная нагрузка СН электростанций может приближенно оцениваться в процентах установленной мощности:

Бóльшие значения соответствуют меньшим единичным мощностям энергоблоков.

В табл. 2.16-2.18 приведены средние значения расхода электроэнергии на СН электростанций в процентах от суммарной выработки электроэнергии. Данными можно пользоваться при составлении баланса электроэнергии по энергосистеме в случае отсутствия отчетных или проектных данных по каждой конкретной станции.

Таблица 2.16

Таблица 2.17

Расход электроэнергии на заряд ГАЭС в 1,3–1,4 раза превышает выработку при разряде. Соотношение мощностей заряда и разряда зависит от режима работы ГАЭС.

Таблица 2.18

Электроприемниками СН ПС переменного тока являются оперативные цепи, электродвигатели систем охлаждения трансформаторов, электродвигатели компрессоров, освещение, электроотопление помещений, электроподогрев коммутационной аппаратуры высокого напряжения и шкафов, устанавливаемых на открытом воздухе, связь, сигнализация и т. д.

Определение суммарной расчетной мощности приемников СН производится с учетом коэффициента спроса (Кс), учитывающего использование установленной мощности и одновременность их работы (табл. 2.19).

Таблица 2.19

Расчетная максимальная нагрузка СН ПС определяется суммированием установленной мощности отдельных приемников, умноженной на коэффициенты спроса.

Усредненные значения и максимальная нагрузка СН ПС отдельных номинальных напряжений приведены в табл. 2.20.

Таблица 2.20

Окончание табл. 2.20

2.6. Расход электроэнергии на ее транспорт

Потери электроэнергии учитываются при проектировании развития электрических сетей как составная часть сопоставительных затрат при оценке вариантных решений, а потери мощности — для оценки максимума нагрузки.

Появление в последние 10–12 лет вынужденных неоптимальных режимов работы электростанций, сокращение отпуска электроэнергии в сеть, увеличение реверсивных перетоков мощности по электрическим сетям и ряд других причин привели к увеличению относительных (от отпуска электроэнергии в сеть) и абсолютных потерь электроэнергии. Так, если в 1991 г. относительные потери электроэнергии в сетях общего пользования России составляли 8,35 %, то в последующие годы они возросли и составили (%):

В отдельных энергосистемах эта величина колеблется в значительных пределах (от 6–7 до 14–15 %) в зависимости от территории обслуживания энергосистемы (сетевого района), плотности нагрузки, построения сети, количества ступеней трансформации, режимов работы электростанций и других факторов.

Ориентировочные значения потерь в сетях различных напряжений в процентах от суммарного поступления электроэнергии в сети приведены ниже.

Указанными значениями можно пользоваться при составлении предварительного баланса электроэнергии по системе. При составлении предварительного баланса мощности потери мощности могут быть определены делением потерь электроэнергии на время потерь, которое для современных систем с достаточной степенью точности можно принимать в пределах 3500–4500 ч.

С 1994 по 2004 гг. абсолютные потери электроэнергии в электрических сетях энергосистем России увеличились на 37,64 %, относительные — на 24,40 % при росте отпуска электроэнергии в сеть всего на 7,19 %. Это означает, что ростом нагрузки электрических сетей такой существенный скачок потерь объяснить нельзя. Главная причина сложившейся ситуации — увеличение доли коммерческих потерь, которые достигли почти 30 ТВтч в год и составляют около 30 % общего значения фактических потерь электроэнергии. Коммерческие потери, определяемые как разность между фактическими и технологическими потерями, — это прямые убытки энергоснабжающих организаций, обусловленные погрешностями системы учета, бездоговорным и несанкционированным потреблением электроэнергии, низкой платежеспособностью потребителей, недостаточной мотивацией персонала к снижению потерь электроэнергии в сетях и другими причинами.

Потери электроэнергии подразделяются на условно-переменные (нагрузочные) и условно-постоянные (холостого хода). В составе переменных учитываются потери в активном сопротивлении проводов линий электропередачи и обмоток трансформаторов, в составе постоянных — потери в стали трансформаторов, в шунтовых конденсаторных батареях, синхронных компенсаторах, реакторах. Ориентировочная структура потерь по элементам показана в табл. 2.21.

Таблица 2.21

Проведение активной энерго- и топливосберегающей политики ставит в качестве одной из важнейших задачу снижения технологического расхода электроэнергии на ее транспорт. Наиболее существенные результаты достигаются за счет рационального построения сети с сокращением количества ступеней трансформации при передаче и распределении электроэнергии от источников к потребителям.

Указанное может характеризоваться обобщенным коэффициентом трансформации мощности, т. е. установленной мощностью трансформаторов, приходящейся на один кВт мощности генераторов электростанций. Этот коэффициент выражает количество ступеней трансформации мощности в электрической сети. За последние 30 лет обобщенный коэффициент трансформации непрерывно возрастал, что свидетельствует о преобладании тенденции освоения новых номинальных напряжений над тенденцией использования глубоких вводов (табл. 2.22).

Таблица 2.22

2.7. Расчетные электрические нагрузки подстанций

При проектировании схем развития распределительных сетей энергосистем определяются перспективные электрические нагрузки ПС. При этом важным фактором, анализируемым в последнее время, является платежеспособность отдельных групп потребителей, а также эластичность платежеспособного спроса по отношению к динамике роста тарифов на электроэнергию.

Расчет перспективных электрических нагрузок ПС рекомендуется вести:

для концентрированных промышленных потребителей — с учетом данных соответствующих проектных институтов, а при их отсутствии — методом прямого счета или с использованием объектов-аналогов;

для распределенной нагрузки (коммунально-бытовая, сельскохозяйственная и др.) — на основе статистического подхода, а при наличии отдельных концентрированных потребителей — с учетом коэффициента одновременности.

Для выбора мощности трансформаторов подсчитывается максимальная электрическая нагрузка ПС. Для выполнения расчетов потокораспределения токов (мощностей) в сетях рассчитывается нагрузка каждой подстанции в период прохождения максимума нагрузки энергосистемы или сетевого района.

Для расчета нагрузок ПС энергосистемы или сетевого района все потребители подразделяются на две группы: концентрированные, перспективная нагрузка которых не ниже определенного минимума, и остальные потребители, которые рассматриваются как распределенная нагрузка. К концентрированным потребителям относятся крупные промышленные и сельскохозяйственные предприятия (комплексы на промышленной основе и др.), тяговые ПС электрифицированных железных дорог, насосные и компрессорные станции нефте- и газопроводов и др. К распределенной нагрузке относятся остальные промышленные предприятия и сельскохозяйственное производство, коммунально-бытовая нагрузка городов и сельских населенных пунктов. Граничную минимальную нагрузку для отнесения потребителя к концентрированному принимают такой, чтобы в группу распределенной нагрузки не попали потребители, существенно влияющие на суммарную нагрузку ПС. В городах и промузлах к концентрированным могут быть отнесены потребители с нагрузкой 3–5 МВт и более, в сельской местности — 1–2 МВт и более.