Если P_l ‹ 20 кВт·км, то его рационально (объект) питать от более мощной подстанции.

Если P_l › 100 кВт·км, то на объекте нужно ставить ТП.

Если 20 ‹ P_l ‹ 100 кВт·км, то нужно делать технико-экономический расчет

При расчете сетей стараются такие технико-экономические решения, которые можно заложить в самом начале технического проектирования и таким образом сразу получить наиболее экономическое решение.

Составим сравнение двух вариантов схем электроснабжения, чтобы узнать какой из них экономически выгоден, установить ТП непосредственно у объекта «столовая» и тянуть высоковольтную линию, либо подводить питание к столовой от ближайшей ТП по низковольтному кабелю.

Вариант 1: Высоковольтная сеть. Электрический расчет

Расчет сечений высоковольтной сети ведется по экономической плотности тока

F_эк=I/J_эк, где J_эк – определяется в зависимости от материала и конструкции, использование максимальной нагрузки Т_max=3000 ч., кабель с бумажной изоляцией, A_l, J_эк=1,6 А/мм²

F_эк=7,75/1,6=4,84 мм²

Ближайшее стандартное значение F_ст=10 мм², I_дд=60 А

Находим потери напряжения

Это составляет 0,25% ‹ ΔU_доп=6%

Рассмотрим ПАР

I_пар=7,75·2=15,5 А

Как видим I_пар ‹ I_дд.

Следовательно, кабель сечением 10 мм² подходит.

Экономический расчет.

В случае сооружения ТП на объекте «столовая», согласно приложению 8 затраты составляют 11500 грн. Затраты на сооружение высоковольтной кабельной линии: стоимость кабеля 21400 грн./км (АСБ), стоимость строительных работ 530 грн./км.

(21400+530)·0,32·2=1710 грн.

Учитывая требуемые нормативы ежегодных отчислений приведенных в приложении 4 и Е_н=12% определяем по формуле ежегодные расчетные затраты за счет капитальных вложений:

З=Е_н·К+И=(Е_н+Е_а+Е_о)·К+С_э

Е_н=12% – нормативный коэффициент эффективности капитальных вложений.

Е_а=2% – для отчислений на амортизацию

Е_о=2% – для отчислений на обслуживание

С_э – стоимость годовых потерь электроэнергии

З_вл=(0,12+0,094)·41,15+(0,12+0,043)·1,71=2,74 тыс. грн.

Для завершения экономического расчета необходимо еще определить стоимость ежегодных потерь в кабелях. По высоковольтному кабелю в нормальном режиме протекает ток 8 А. Потери в высоковольтном кабеле за 1 год (τ=3000ч.) составляет:

А_вл=3I²rdτ=3·64·3,5·0,32·3000=571 кВт/ч

Стоимость потерь электроэнергии:

С_э=(571/0,8)·1,2=8 грн.

Вариант 2: Низковольтная сеть. Электрический расчет.

Расчет сечений низковольтной сети ведется по минимуму массы проводов и проверяется по допустимой потере напряжения.

Найдем ток в рабочем режиме:

Принимаем ΔU_доп=4,5%=17,1В

Рассчитаем потерю напряжения на индуктивном сопротивлении линии:

Определяем допустимою потерю напряжения на активном сопротивлении линии:

ΔU_адоп= ΔU_доп-ΔU_х=17,1-0,85=16,25В

ρA_l=35 Ом·мм²/км

Определяем сечение

Стандартное ближайшее значение

F_ст=150 мм²           I_дд=305 А

Как видим

I_дд › I_р

Проверим по потери напряжения:

Это составляет 4,2% ‹ ΔU_доп=4,5%

Рассмотрим ПАР:

I_дд › I_пар сечение подходит

Проверим по потере напряжения:

Это составляет 7,7% ‹ ΔU_доп=4,5+5=9,5%

Экономический расчет.

Как показал электрический расчет по низковольтной стороне, необходимо тянуть один 4-х жильный кабель на 320 м сечением 150 мм². При таком варианте стоимость кабеля с прокладкой составит

(5,07+0,53)·0,32=1,792 тыс. грн.

Также при варианте низковольтной сети необходимо поставить на объекте распределительный щит, общей стоимостью 1,35 тыс. грн. Учтем также, что при присоединении дополнительной мощности к ближайшей ТП, придется увеличивать мощность трансформаторов в этой ТП с 2х160 кВА на 2х250 кВА. Ввиду этого потребуется еще 2000 грн. на сооружение более мощной ТП.

Таким образом, приведенные расчетные затраты составляют:

Знл=4,4·0,214+1,722·0,163=1,233 тыс. грн.

По низковольтному кабелю протекает ток 134 А. Потери в низковольтном кабеле за один год составляет (τ=2000 ч.):

ΔА_нл=3·I·R₀·l·τ=3·17956·0,21·0,32·2000=7240 кВт/ч

Стоимость потерь электроэнергии:

Теперь можно произвести сравнение приведенных годовых народнохозяйственных затрат по обеим вариантам. Нетрудно заметить, что в случае сооружения ТП, расчетные затраты составляют 2,74 тыс. грн., в то время как при прокладке низковольтного кабеля они не превышают 1,233 тыс. грн. Низковольтный вариант экономичнее на 1,51 тыс. грн. По этому ему не обходимо отдать предпочтение.