Оптимизация шага передвижки ПУПП

При расчете кабельной сети участка большое значение имеет шаг передвижки участковой подстанции, т.е. предельно допустимое расстояние от подстанции до распредпункта РП лавы. Это расстояние определяется как требованиями обеспечения допустимых колебаний и отклонений уровней напряжения на зажимах электродвигателей, так и требованиями минимальных затрат повторных перемещений подстанции. Оптимизация шага передвижки осуществляется по методике, изложенной в [8, с. 299-303].

Оптимальный шаг передвижки ПУПП может быть определен на основании следующих соображений. Длина фидерного кабеля L_КФ от ПУПП до РП лавы (участка) равна шагу передвижки L_Ш, т.е.

L_КФ = L_Ш =const.

Длина кабеля 6 кВ, проложенного от ЦПП (РПП-6) до ПУПП (рис. 12.1), может колебаться в зависимости от количества передвижек за год от L_СТ = L_Ш до нуля, где L_СТ – длина столба, отрабатываемого в течение одного года. Поэтому L_КФ n = L_Ш n, где n – количество повторных передвижек подстанции, не считая первой установки при n=0.

а)

б)

Рисунок 11.1 - Схема перемещения ПУПП

а – при отработке столба прямым ходом;

б – при отработке столба обратным ходом.

Приведенные годовые затраты З в энергетике определяются из выражения, грн

З=Р_НК+И (11.1)

где К – единовременные капитальные вложения;

И – ежегодные издержки производства при нормальной эксплуатации, включая издержки на реновацию (амортизацию);

Р_Н = 0,15 – нормативный коэффициент эффективности капиталовложений.

Единовременные капитальные затраты на кабели

К = а_Н L_Ш + а_В n L_Ш (11.2)

Где а_Н и а_В - соответственно стоимость одного метра кабеля низкого и высокого напряжения, грн

L_Ш – шаг передвижки ПУПП, м;

n – количество повторных передвижек ПУПП в течение одного года.

Ежегодные издержки производства в данном случае

Н = Р_а К + DА С_Э L_Ш + DА С_Э n L_Ш + n В, (11.3)

где Р_а = 0,2 – коэффициент амортизационных отчислений для кабелей низкого и высокого напряжений на штреке;

DА – годовые потери электроэнергии в 1м фидерного кабеля низкого напряжения, кВт×ч/г (т.к. эта величина очень мала, ею можно пренебречь);

С_Э – стоимость 1 кВт×ч электроэнергии по тарифу, грн/ кВт×ч;

В – повторные суммарные затраты, связанные с каждым перемещением ПУПП, В = в + d;

в – затраты на каждую передвижку, грн;

d – затраты на монтаж (демонтаж) наращиваемого (сокращаемого) участка кабеля 6 кВ, грн.

Годовые потери в 1м низковольтного фидерного кабеля, кВт×ч

, (11.4)

где I_КФ – расчетный (максимальный) ток в фидерном кабеле, создающий за время Т_М потери, эквивалентные действительным, А;

Т_М – годовое число часов использования максимума нагрузки (при двухсменной работе Т_М = 4000 ч, при трехсменной – 5000ч);

S_КФ – сечение рабочей жилы фидерного кабеля, мм².

Таким образом, выражение (11.1) для приведенных годовых затрат, связанных с передвижкой ПУПП, может быть представлено в следующем виде:

З = (Р_Н + Р_а)(а_Н L_Ш + а_В n L_Ш + DА С_Э L_Ш + n В) (11.5)

или, принимая Р_Н = 0,15 и Р_а = 0,20:

З = 0,35 L_Ш (а_Н + а_В n)+ DА С_Э L_Ш + n В (11.6)

Дифференцируя выражение (11.6) и приравнивая его производную к нулю, находим оптимальный шаг передвижки, при котором годовые затраты имеют минимальные значения

(11.7)

Оптимальный шаг передвижки понизительной подстанции необходимо проверить на допустимую величину потери напряжения

L_КФ ³ L_Ш (11.8)

Если это соотношение не соблюдается, то, исходя из условий обеспечения допустимого напряжения на зажимах электродвигателя, необходимо принять заданную длину фидерного кабеля L_КФ.

Для выполнения расчета на ЭВМ составляются таблицы входных и выходных данных (табл. 11.1 и 11.2) в виде, удобном для выполнения расчета. Алгоритм оптимизации шага передвижки ПУПП приведен на рисунке 11.2.

Таблица 11.1 - Входные данные

Наименование параметра	Условное обозначение	Общий диапазон изменения	Примечание
мин	макс
Длина выемочного столба, м	LСТ
Длина фидерного кабеля, м	LКФ
Стоимость 1м фидерного кабеля (низковольтного), грн	aН
Стоимость 1м высоковольтного кабеля, грн	aВ
Стоимость 1 кВт×ч электроэнергии по тарифу, грн/кВт×ч	CЭ
Затраты на каждую передвижку, грн	в
Затраты на монтаж или демонтаж наращиваемого или сокращаемого участка кабеля, грн	d
Расчетный ток фидерного кабеля, А	IКФ
Годовое число часов использования максимума часов, час	TМ
Сечение жил фидерного кабеля, мм2	SКФ

Таблица 11.2 - Выходные данные

Наименование параметра	Условное обозначение	Общий диапазон изменения	Примечание
мин	макс
Оптимальный шаг передвижки ПУПП, м	LШ

LСТ, LКФ, aН, aВ, CЭ, в, d, IКФ, TМ, SКФ Таблица входных данных
B = в + d
LКФ ³ LШ? да
	LКФ = LШ
LКФ Таблица выходных данных

Рисунок 11.1 - Алгоритм определения оптимального шага передвижки