Технико-экономическое сравнение двух схем электроснабжения (стр. 2 из 2)
Для радиальной сети:
, (6)где
– нормативный коэффициент эффективности; 
– отчисления на амортизацию [4. табл. П. 5.27]; 
– капитальные затраты, руб./км, [4. табл. П. 5.56]; 
– удельное активное сопротивление кабеля, Ом/км [4. табл. П. 5.3]; 
– время максимальных потерь, ч [4. рис. 4.1.10]; 
– стоимость потерь электроэнергии, согласно табл. 1.
(7)Для магистральной сети, подставляя аналогичные значения, получим, с учетом длинны:
; 
(8)Сравнивая результаты полученные в выражениях (7) и (8) видно, что магистральная схема предпочтительней, так как она дешевле в 1,5 раза, но при питании от подстанции потребителей первой или второй категории рекомендуется выбирать радиальную схему. При более высоких затратах она является более надежной по сравнению с магистральной схемой.
2. Определение потерь мощности и напряжения в токопроводе
В связи с увеличением мощности и плотности электрических нагрузок появилась необходимость передавать токи 5000 А и более при напряжении 6–20 кВ. В этих случаях целесообразно применять специальные мощные шинопроводы (токопроводы), которые имеют преимущества перед линиями, выполненными из большого числа параллельно проложенных кабелей. Преимущества эти следующие: большая надежность, возможность индустриализации электромонтажных работ, а также доступность наблюдения и осмотра в условиях эксплуатации. При протекании электрического тока происходят потери электрической энергии. Для расчета параметров электрических сетей необходимо учитывать потери мощности и напряжения в пассивных элементах. Кроме того, электропотребители должны обеспечиваться электроэнергией необходимого качества, поэтому необходимо учитывать то, что отклонение напряжения не должно превышать предельно допустимого.
Для определения потерь мощности и напряжения в токопроводе необходимо знать активное и реактивное сопротивление токопровода.
Сечение швеллерного токопровода:
. (9)Активное сопротивление проводника:
, Ом, (10)где
– удельное сопротивление алюминиевого проводника при температуре 20 °С; 
, км – длина проводника, согласно табл. 2; 
– сечение проводника, согласно (9); 
– температурный коэффициент электрического сопротивления [1, с. 264]; 
, °C– температура токопровода, согласно табл. 2.Определим активное сопротивление токопровода, с учетом (10), и того, что коэффициент добавочных потерь равен 1,09 согласно табл. 2:
, Ом. (11)Среднее геометрическое расстояние площади сечения фаз от самой себя:
, мм. (12)Найдем индуктивное погонное сопротивление токопровода, учитывая (12) и значениями из табл. 2:
. (13)Индуктивное сопротивление токопровода, с учетом (13):
, Ом. (14)Потери активной мощности в алюминиевом токопроводе:
, кВт.Потери реактивной мощности в токопроводе:
, кВАр.Определим теперь потерю напряжения в алюминиевом токопроводе. Для этого необходимо определить мощность передаваемую по данному токопроводу, учитывая исходные данные из табл. 2, имеем:
, кВА. (15)Из формулы для определения потери напряжения видно, что необходимо знать отдельно активную и реактивную мощность передаваемую по токопроводу, используя (15) и табл. 2.
, кВт; (16) 
, кВАр. (17)Зная (16) и (17) теперь легко можно определить потерю напряжения в алюминиевом токопроводе длиной 3500 м.
%.Определим отклонение напряжения в конце токопровода:
%,где
% – отклонение напряжения от номинального в начале токопровода, согласно табл. 2.Из полученного результата видно, что отклонение напряжения в конце токопровода не выходит за пределы допустимые ГОСТ 13109–87.
Заключение
При выборе схем электроснабжения можно сделать ряд выводов. Преимущества радиальных схем: простота выполнения и надежность эксплуатации электрической сети, возможность применения быстродействующей защиты и автоматики. Недостатком же является то, что при аварийном отключении питающих радиальных линий, идущих от РП, нарушается электроснабжение нескольких цеховых трансформаторных подстанций, применение радиальные схем электроснабжения увеличивает количество используемой высоковольтной аппаратуры, что в свою очередь, удорожает строительную часть РУ и увеличивает капитальные затраты.
Магистральная схема электроснабжения дает возможность снизить капитальные затраты за счет уменьшения длины питающих линий, снижения количества используемых высоковольтных частей подстанций. Основным же недостатком магистральных схем является меньшая надежность электроснабжения, так как повреждение магистрали ведет к отключению всех потребителей, питающихся от нее.
В связи с увеличением мощности и плотности электрических нагрузок появилась необходимость передавать токи 5000 А и более при напряжении 6–20 кВ. В этих случаях целесообразно применять специальные мощные шинопроводы (токопроводы). При протекании электрического тока происходят потери электрической энергии. Для расчета параметров электрических сетей необходимо учитывать потери мощности и напряжения в пассивных элементах. Кроме того, электропотребители должны обеспечиваться электроэнергией необходимого качества, поэтому необходимо учитывать то, что отклонение напряжения не должны превышать предельно допустимое.
1. Справочник по электроснабжению промышленных предприятий. Промышленные электрические сети. 2-е изд., перераб. и доп./ Под общ. Ред. А.А. Федорова и Г.В. Сербиновского. – М.: Энергия, 1980. – 576 с.
2. Федоров А.А., Старкова Л.Е. Учебное пособие для курсового и дипломного проектирования по электроснабжению промышленных предприятий: Учеб. Пособие для вузов. – М.: Энергоатомиздат, 1987. – 368 с.
3. Шпиганович А.Н., Шпиганович А.А. Электроснабжение: Учебное пособие. Липецк: ЛГТУ, 1998.
4. Федоров А.А., Каменева В.В. Основы электроснабжения промышленных предприятий: Учебник для вузов. М.: Энергоатомиздат, 1984.
5. Шпиганович А.Н., Бойчевский В.И. Методические указания к оформлению учебно-технической документации. Липецк: ЛГТУ, 1997.