Выбор числа, типа, и мощности трансформаторов

2. Выбор числа, типа, и мощности трансформаторов

 

2.1 Выбор числа и типа трансформаторов

Так как по заданию п/ст питает потребителей первой категории , а резервная

Мощность не достаточно большая , то принимаем к установке на п/ст два трансформатора. Это обеспечит требуемую надежность электроснабжения.

Для двухтранформаторной п/ст мощность трансформаторов принимается из основания технико-экономического сравнения двух вариантов. Мощность трансформатора в первом варианте принимается равной

Sном³0.5*Smax ,

где 0.5 - коэффициент, устанавливающий целесообразность систематических перегрузок трансформатора на двухтрансформаторной п/ст в нормальном режиме.

Smax- наибольшая мощность за сутки (рис.1.1)

Sном³0.5*5.04

В соответствии с существующей шкалой стандартных номинальных мощностей для первого варианта принимаем два трансформатора марки ТМН-4 МВА.

Во втором варианте мощность трансформатора берется на ступень выше, чем в первом. В соответствии со шкалой мощностей принимаем два трансформатора ТМН-6.3 МВА.

2.2 Проверка трансформаторов на систематическую перегрузку

В связи с тем, что по второму варианту трансформаторы не испытывают, то проверка ведется для трансформаторов, выбранных по первому варианту.

Наносим на заданный график нагрузки прямую, соответствующую суммарной номинальной мощности двух трансформаторов. Верхняя часть графика (рис. 1.2), отсекаемая этой прямой является зоной перегрузки трансформаторов. Так как трансформаторы не испытывают перегрузку, то проверка трансформаторов в данном режиме не производится.

Рис. 1.2. Характер изменения суточной нагрузки

 

Проверка трансформаторов на аварийную перегрузку

Проверка на аварийную перегрузку производится на случай выхода из строя одного трансформатора или отключения. Цель проверки – сможет ли один трансформатор обеспечить необходимую мощность на шинах п/ст.

Для этого на графике (рис.1.3) проводим прямую, соответствующую максимуму суточной нагрузки, и которая будет являться максимальной нагрузкой для трансформатора. Так как перегрузка одного трансформатора в течении суток не должна превышать 30% на графике проводим линии, соответствующие мощностям одного трансформатора, увеличенным на 30%. Площадь, ограниченная двумя этими линиями будет равняться мощности недоотпущеной электроэнергии.

Рис. 1.3. График изменения суточного потребления энергии, показывающей количество недоотпущеной энергии.

2.3 Выбор трансформаторов на основе технико-экономического сравнения вариантов.

Экономическим критерием, по которому определяется наивыгоднейший вариант, является минимум приведенных затрат.

З=Рн×К+И+У ,

где Рн- нормативный коэффициент эффективности капитальных вложений, Рн=0.15 (для новой техники)

К- капитальные вложения, И- издержки , руб., У – стоимость недоотпущеной энергии, руб.

Определяем затраты для первого варианта.

Находим потери в стали и меди.

Для стали:

DЭст = 8760×n×DРхх ,

где n – количество трансформаторов, DРхх – потери холостого хода, кВт.

DЭст = 8760×2×6.7 =117384 кВт×ч.

Для меди:

DЭм = 365×(1/n)×DРкз×([åSi^2×Ti]/Sн^2) ,

где DРкз - потери при коротком замыкании, кВт;

Si – мощность данного участка, МВА ;

Sн – номинальная мощность трансформатора, МВА ;

Ti – время данного участка, ч.

DЭм = (365×25×902513750)/2×4000^2 = 344858 кВт×ч.

Определяем стоимость ежегодных потерь трансформатора по формуле:

Ипот = Сст×DЭст+См×DЭм ,

Где Сст- стоимость потерь стали , руб/кВт×ч; См – стоимость потерь меди , руб/кВт×ч.

Ипот = 0.01×117384 + 0.012×344858 = 5312.1 руб. (***)

Определяем заводскую стоимость трансформатора по формуле:

Кз = К/a ,

Где a - коэффициент для пересчета от заводской к расчетной стоимости трансформатора.

Кз = 24000/2 = 12000 руб.

Находим издержки по формуле:

И = а×Кз/100 + Ипот ,

Где а – норма амортизационных отчислений, %.

И = 63×12000/100 + 5312.1 = 6068.1 руб

Определяем стоимость недоотпущеной электроэнергии по формуле:

У = Эн×Уо ,

Где Эн - количество недоотпущеной электроэнергии, руб., Уо – стоимость одного кВА×ч, руб/кВА×ч.

Количество недоотпущеной энергии определяем по формуле:

Эн = (365×Fэ×v×Тв)/8760 ,

Где Fэ – количество недоотпущеной энергии за сутки при отключении одного трансформатора, кВт; w - параметр потока отказов, 1/год; Тв – среднее время восстановления, ч.

Количество недоотпущеной энергии за сутки определяем по формуле:

Fэ = cosj×(Sн×ei) ,

Где Sн – недоотпущеная мощность трансформатора , МВА.

Fэ = 0.8×(5620 – 5200) + (5750 – 5200)×0.8×4 + (5250 – 5200)×0.8 + (5750 – 5200)×0.8×10 = 6.336×10^3

Определяем количество недоотпущеной энергии:

Эн1 = (365×6336×0.02×80)/8760 = 435.7 кВА.

Определяем стоимость недоотпущеной энергии:

У = Эн*У₀= 435.1×

Определяем затраты по формуле:

З = 0.12×24000 + 6068.1 + 261.4 = 9209.9 руб.

Определим затраты для второго варианта, для этого находим потери электроэнергии в стали и в меди по формулам(*,**)

DЭст = 8760×2×9.4 = 164688 кВт×ч.

DЭм = 0.5×365×465×902513750/6300^2 =192969.4 кВт×ч.

По формуле (***) находим стоимость ежегодных потерь:

Ипот = 0.01×164688 + 0.012×192965 = 3962.5 руб.

Определяем заводскую стоимость трансформатора:

Кз = 27500/2 = 13750 руб.

Находим издержки :

И = 6.3×13750/100 + 3962.5 = 4828.7 руб.

Считаем затраты:

З = 0.12×27500 + 4828.7 = 8128.7 руб.

Определяем различие двух вариантов по формуле:

DЗ = [(З1 – З2)×100%]/З1 ; DЗ = [(9209.9 – 8128.7)×100% ]/9209.9 = 11.7%.

Так как затраты во втором варианте меньше, то принимаем трансформаторы мощностью 6.3 МВА. Данные заносим в таблицу.

Параметр	1 Вариант	2 Вариант
Капитальные вложения	24000	27500
Затраты	9209.9	8128.7
Издержки	6068.1	4828.7
Стоимость недоотпущеной электроэнергии	261.4	0