Указания по выбору вариантов электроснабжения и их предварительному сравнению

Выбор наилучшего варианта схемы проектируемой сети является одним из наиболее важных моментов проектирования. Дело в том, что выбор схемы сети не решается по каким-либо определенным правилам, а должен являться результатом творческой работы проектировщика. Выбор схемы сети не сводится к чисто геометрическим построениям ее. В выборе схемы должны быть заложены определенные идеи, направленные на лучшее электроснабжение потребителей с достижением определенного экономического эффекта. Поэтому при разработке вариантов схем надо обращать внимание на экономичность решений, намечая несколько наиболее целесообразных схем. Не следует намечать слишком много вариантов, достаточно после тщательного анализа наметить 4—5. При этом нужно стремиться к простоте, выбирая наиболее простые схемы и переходя к более сложным схемам в том случае, когда простые не удовлетворяют техническим и экономическим требованиям.
Экономически целесообразно сравнивать между собой только такие варианты, которые з равной степени удовлетворяют техническим требованиям, предъявляемым к электрической сети. Таким образом, следует производить экономическое сравнение равноценных по техническим показателям вариантов.
Выше указывалось, что основными техническими требованиями, предъявляемыми к электрическим сетям, являются надежность работы и высокое качество поставляемой электроэнергии. При разработке схемы проектируемой сети следует в первую очередь учитывать эти два требования. Для выполнения требования надежности электроснабжения потребители I категории должны обеспечиваться 100%-ным резервом по сети, который включается автоматически. Для потребителей II категории допустимы перерывы в электроснабжении на время, необходимое для включения резервного питания дежурным персоналом или выездной бригадой. Питание потребителей II категории допускается по нерезервированной воздушной линии высокого напряжения. При наличии централизованного резерва допускается питание потребителей II категории одним трансформатором. Потребители III категории резервным писанием не обеспечиваются. Для них допускаются перерывы в электроснабжении на время, необходимое для ремонта или замены поврежденного элемента системы электроснабжения, но не более одних суток.
Электрическая энергия, поставляемая потребителям, характеризуется частотой и отклонением напряжения от номинального на зажимах потребителя. При разработке учебного проекта предполагается, что мощность электрической системы достаточна для покрытия нагрузки проектируемого района. Поэтому вопросы поддержания частоты обычно не рассматриваются. Следовательно, показателем качества электрической энергии служит величина отклонения напряжения у потребителей от номинального напряжения вторичной сети. При предварительном выборе вариантов электроснабжения о качестве электрической энергии можно судить по величине потерь напряжения.
При отсутствии достаточного опыта разработка нескольких обоснованных вариантов является достаточно сложной работой. Однако этот этап проектирования — один из наиболее важных.
Необходимо подчеркнуть, что намечаемые варианты не должны быть случайными. Каждый вариант должен иметь ведущую идею построения сети (радиальная сеть, кольцевая и т. д.).
Разработку вариантов электроснабжения рекомендуется выполнять по следующей схеме:
1)            выделить подстанции, потребители которых требуют 100%-ного резерва по сети, предварительно рассмотрев, какими путями может быть выполнено это требование;
2)            выделить подстанции, расположенные вблизи друг от друга и от центра питания, а также более удаленные. Такое разделение даст возможность наметить подстанции, которые целесообразно объединить общей сетью. Электроснабжение удаленных подстанций можно будет осуществить путем отдельных линий;
3)            необходимо хотя бы приближенно определить потоки мощности по отдельным линиям. Не следует допускать мало загруженных линий; их наличие является показателем того, что вариант выбран неудовлетворительно;
4)            надо оценить послеаварийные режимы. В качестве такого режима достаточно рассмотреть случай отключения одной из линий сети, который приводит к наибольшему сокращению передаваемой мощности и снижению напряжения;
5)            необходимо приближенно определить наибольшие потери напряжения в сети. Так как сечения проводов еще не выбраны, можно найти потери напряжения, исходя из средних значений удельных — активного и реактивного — сопротивлений воздушных линий: Го = 0,2—0,5 Ом/км; хо=0,4 Ом/км. Из намечаемых вариантов схем электроснабжения района на основании предварительных подсчетов и соображений выбираются два наиболее целесообразных, которые подлежат более подробному технико-экономическому сравнению.
При одинаковом напряжении сети выбор этих двух вариантов производится на основе сравнения: длин линий; длин трасс линий; протяженности двух цепных линий; числа выключателей на подстанциях; величины наибольшей потери напряжения; надежности электроснабжения потребителей; гибкости сети, т. е. возможности производства переключений без перерывов в электроснабжении и возможности дальнейшего расширения сети.
Длина линий и трасс определяется с учетом их не прямолинейности. Действительная длина принимается на 10% больше длины, измеренной по прямой линии.
Что касается потерь напряжения, то при предварительных расчетах можно считать, что удовлетворительные уровни напряжения на понижающих подстанциях получаются, если в нормальных режимах сети одного напряжения потери напряжения не превосходят 15%, а в аварийных режимах — 20%.
Если производится сравнение вариантов с разными напряжениями, дополнительно подсчитываются капиталовложения, необходимые для выполнения (стоимость линий, ячеек выключателей и трансформаторов подстанций). Для последующего, более подробного технико-экономического сравнения выбираются два варианта, обеспечивающих необходимую надежность и гибкость электроснабжения и требующих наименьших капиталовложений в их сооружение.