2. Расчетная часть

2.1 Выбор типа и расчет мощности трансформаторов

На электростанциях и подстанциях устанавливаются трехфазные и однофазные, двухобмоточные и трехобмоточные силовые трансформаторы и автотрансформаторы, а также силовые однофазные и трехфазные трансформаторы с расщепленной обмоткой низшего напряжения.

При выборе типа и числа трансформаторов подстанции необходимо исходить как из надежности электроснабжения потребителей, так и из экономической целесообразности данного выбора. Необходимо также учитывать перспективу увеличения нагрузок в будущем.

Как правило, на подстанциях 35 кВ устанавливается два трансформатора, это обеспечивает надежность электроснабжения потребителей, возможность вывода в ремонт одного из трансформаторов или обеспечить электроснабжение потребителей в случае выхода из строя одного из трансформаторов.

Выбор трансформатора для двух трансформаторной подстанции.

Определяем мощность трансформатора:

(1)

Где: – мощность трансформатора;

– расчетная мощность трансформатора, МВА;

количество трансформаторов;

коэффициент загрузки трансформатора.

Принимаем трансформатор ТДНС – 10000/35.

Рассчитываем действительный коэффициент загрузки по формуле:

(2)

Где: номинальная мощность трансформатора, МВА.

Проверяем трансформатор при аварийном режиме работы по формуле:

(3)

Где: I и II категории электроприемников = 0,8;

1,4 коэффициент перегрузки.

Трансформатор выдерживает аварийные перегрузки.

Выбор трансформатора собственных нужд подстанции.

(4)

Где: расчетная мощность трансформатора, кВА.

Аналогично производим расчет мощности трансформатора собственных нужд по формуле (1):

Принимаем трансформатор собственных нужд ТМГ-400/6.

Производим проверку на экономичный режим и режим перегрузки трансформатора собственных нужд.

По формуле (2) определяем коэффициент загрузки трансформатора:

Технические характеристики трансформаторов сведены в таблицу №2.

Таблица №2. Технические характеристики трансформаторов.

Тип трансформатора	Мощность трансформатора, кВА	Потери		Ix.x.%	Uк.з.%
		∆Px.x. кВт	∆Pк.з кВт
ТДНС – 10000/35	10000	13,5	65	0,8	8
ТМ – 6300/35	6300	9	46,5	0,8	6,5
ТМГ – 400/6	400	0,83	5,4	0,8	4,5

2.2 Технико-экономическое сравнение вариантов

При разработке главной схемы электрических соединений подстанции возникает ряд вариантов, подлежащих анализу и сопоставлению по технико- экономическим показателям. Технико-экономическое сравнение вариантов производится с целью выявления наиболее экономического варианта мощности трансформаторов, выбора схемы РУ, когда заданным техническим требования удовлетворяют несколько схем. Технико-экономическое сравнение для выбора главной схемы электрических соединений выполняется по следующим группам показателей, которые должны быть определены для каждого варианта: количество и мощность основного оборудования и коммутационных аппаратов, потери мощности в отходящих линиях при различных аварийных и ремонтных режимах, капитальные затраты, потеря энергии и приведённые затраты.

Приведённые затраты рассчитываются по формуле:

(5)

Где: нормативный коэффициент равный 0,12;

К – капиталовложения, тыс. руб;

И – годовые эксплуатационные издержки, тыс. руб;

У – ущерб от недоотпуска электрической энергии (в учебных расчётах не учитывается), тыс. руб.

Годовые эксплуатационные издержки рассчитываем по формуле:

(6)

Где: отчисления на амортизацию и обслуживание (0,093);

С – стоимость 1кВт потерь электрической энергии (965 руб./1кВт*ч);

потери электроэнергии, кВт*ч.

Расчет потерь электроэнергии осуществляется по формуле:

(7)

Где: потери Х.Х. кВт;

потери К.З. кВт;

продолжительность работы трансформатора (8760), ч;

продолжительность максимальных потерь, ч.;

Расчетная нагрузка трансформатора, МВА;

номинальная мощность трансформатора, МВА.

Годовые потери в двух трансформаторах рассчитаем по формуле:

(8)

Где: годовые потери в одном трансформаторе, кВт*ч;

Число трансформаторов на подстанции.

Продолжительность максимальных потерь рассчитывается по формуле:

(9)

Где: — число часов использования максимума нагрузки, ч.

Таблица №3. Капитальные затраты

Оборудование	Стоимость единицы Тыс.	Вариант
		Первый		Второй
		Кол-во	Цена тыс.	Кол-во	Цена тыс.
ТДНС – 10000/35	500000	2	1000000	-	-
ТМ – 6300/35	450000	-	-	3	1350000
Итого:		1000000		1350000

Производим расчет экономических показателей для первого варианта.

По формуле (9) рассчитываем продолжительность максимальных потерь:

Расчет потерь электроэнергии производим по формуле (7):

Годовые потери в двух трансформаторах рассчитаем по формуле(8):

Расчет годовых эксплуатационных издержек производим по формуле (6):

тыс. руб.

Приведенные затраты рассчитываем по формуле (5):

Производим расчет экономических показателей для второго варианта.

По формуле (9) рассчитываем продолжительность максимальных потерь:

Расчет потерь электроэнергии производим по формуле (7):

Годовые потери в двух трансформаторах рассчитаем по формуле(8):

Расчет годовых эксплуатационных издержек производим по формуле (6):

тыс. руб.

Приведенные затраты рассчитываем по формуле (5):

Из полученных данных по технико-экономическому сравнению выбираем трансформатор масляный, с естественной циркуляцией масла и принудительной циркуляцией воздуха, с регулированием первичного напряжения под нагрузкой, ТДНС – 10000/35.