2.3 Технико-экономическое сравнение двух вариантов

Технико-экономическое сравнение вариантов производится для определения наиболее дешевого и экономичного варианта с трансформатором.

ПРИМЕР 5.1.

Расчет капитальных затрат на установку трансформатора ТДН 16000

К=К_тр*n_тр, (2.14)

где: К – капитальные затраты на установку трансформатора

n_тр – количество трансформаторов

К = 35500*2 = 71000руб.

Расчет издержек на эксплуатацию, амортизацию и ремонт оборудования

И=((а_атр+а_ртр+а_орт)/100)*К, (2.15)

где: И – издержки на эксплуатацию

а_атр,а_ртр,а_орт – ежегодные отчисления на амортизацию, текущий ремонт и обслуживание, табл. [2], а_атр+а_ртр+а_орт = 9,4

И =(9,4/100)*71000 = 6674 руб.

Расчет стоимости электрической энергии в трансформаторе

С = *W, (2.16)

где: С – стоимость электроэнергии

 - стоимость потерь 1 кВт*ч, принимаем  = 0,02 коп/кВт

С = 0,02*500548,59=10010,97 коп = 100,11 руб.

Выбираем срок окупаемости строительства – 8 лет, и рассчитываем годовые приведенные потери

З = К/Ток + И + С, (2.17)

З= 71000/8 +6674 + 100,11 = 15649,11 руб.

Расчет капитальных затрат на установку трансформатора ТДН 25000

К=К_тр*n_тр, = 42600*2 = 85200руб.

Расчет издержек на эксплуатацию, амортизацию и ремонт оборудования

И=((а_атр+а_ртр+а_орт)/100)*К =(9,4/100)* 85200 = 8008,8 руб.

Расчет стоимости электрической энергии в трансформаторе

С=*W = 0,02*389801,626 = 7796,03 коп = 77,96 руб.

Выбираем срок окупаемости строительства – 8 лет, и рассчитываем годовые приведенные потери

З= К/Ток + И + С= 85200/8 +8008,8 + 77,96 = 18736,76 руб.

Сравнивая приведенные годовые затраты, вариант с трансформатором ТДН-16000 – 110 дешевле, и поэтому выбираем вариант № 1.

2.4 Расчёт регулировочных ответвлений.

Для регулирования напряжения в системе с помощью трансформаторов на одной из обмоток (у трехобмоточных трансформаторов на двух обмотках) предусматривают кроме основного вывода дополнительные ответвления и соответствующие переключающие устройства для изменения коэффициента трансформации. Различают два вида переключающих устройств, а именно:

устройства для переключения числа витков при отключенном трансформаторе, т. е. без возбуждения,— ПБВ;

устройства для переключения числа витков под нагрузкой — РПН.

Устройствами первого вида снабжают все трансформаторы; исключения из этого правила редки. Эти устройства позволяют обычно изменять коэффициент трансформации в пределах ±5%. Устройства второго вида рассчитаны на изменение коэффици­ента трансформации в значительно более широких пределах — до 20%. Стои­мость их выше. Применение получили также регулируемые трансформаторы, включаемые последовательно с главными трансформаторами (автотрансформаторами), не снабженными устройствами РПН.

Ответвления для регулирования напряжения предусматривают, как правило, на обмотках высшего напряжения, имеющих меньший рабочий ток.

Чтобы обеспечить постоянное напряжение у зажимов обмотки низшего напряжения трансформатора (с магнитной связью обмоток) при изменении высшего напряжения, необходимо изменять число витков обмотки высшего напряжения так, чтобы поддерживать неизменной ЭДС на один виток, т. е. индукцию в магнитопроводе. При увеличении высшего напряжения для сохра­нения индукции неизменной число витков следует увеличить.

Пример 6.1.

Определяем потери напряжения на трансформаторе:

ΔU_тр = (Р_m * R_тр + Q`_m* Х_тр) / U (2.18)

где: ΔU_тр - потери напряжения на трансформаторе [В];

R_тр – активное сопротивление трансформатора, [Ом];

Х _тр - реактивное сопротивление трансформатора, [Ом];

ΔU_тр = (Р_m * R_тр + Q`_m* Х_тр) / U = (20115,01кВт * 3,52 + 7586,604 кВт * 46,4 ) / 110 кВ = 3843,848 В

Рассчитываем фактическое напряжение на первичной стороне с учётом ступеней:

U`₂ =Uс - ΔUл (2.19)

где: U`₂ - фактическое напряжение на первичной стороне с учётом ступеней [кВ].

Uс – напряжение на шинах системы [кВ];

ΔUл – потери напряжения в линии [кВ].

U`₂ =Uс – ΔUл = 115 – 1,381 = 113,619 кВ

Рассчитываем среднее напряжение на вторичной стороне трансформатора:

U₂ = (U₂'- ΔU_тр)* U_нн / U_вн (2.20) где: U_нн - напряжение на низкой стороне [кВ];

U_вн - напряжение на высокой стороне [кВ].

U₂ = (113,619 кВ - 3,843 кВ) * 10,5 / 115 = 10,023 кВ

Рассчитываем желаемое напряжение на стороне низкого напряжения:

U_нн.ж = 1,05* U_нн. (2.21)

где: U_нн.ж - желаемое напряжение на стороне низкого напряжения [кВ].

U_нн.ж = 1,05* U_нн = 1,05 * 10 = 10,5 кВ

Рассчитываем желаемое напряжение на стороне высокого напряжения:

U_вн.ж = (U₂'- ΔU_тр)* U_нн.ж / U_нн (2.22)

где: U_вн.ж - желаемое напряжение на стороне высокого напряжения [кВ];

U_нн.ж - желаемое напряжение низкой стороны [кВ].

U_вн.ж = (113,619 кВ - 3,843 кВ) * 10,5 / 10,5 = 109,776 кВ

Определяем напряжение на одной ступени:

ΔU_ст = ΔU_{ст. станд} * U_вн / 100 (2.23)

где: ΔU_{ст. станд} - стандартное напряжение на одной ступени [%];

ΔU_{ст. станд}=1,78 %, таблице 13-3 [3]:

ΔU_ст = ΔU_{ст. станд} * U_вн / 100 = 1,78 • 115кВ / 100 = 2,047кВ

Определяем количество ступеней:

n_ст = (U_вн.ж - U_вн.ном ) / ΔU_ст (2.24)

где: n_ст - количество ступеней.

n_ст = (U_вн.ж - U_вн.ном ) / ΔU_ст = (109,776 кВ – 115 кВ) / 2,047кВ = - 3

Определяем напряжение на стандартных ответвлениях:

U_станд = U_вн.ном - n_ст• ΔU_ст (2.25)

где: U_станд - напряжение на стандартных ответвлениях [кВ];

U_станд = U_вн.ном - n_ст• ΔU_ст= 115 кВ - 3 • 2,047 кВ = 108,859 кВ

Определяем фактическое напряжение на вторичной стороне:

U_2ф = (U₂'- ΔU_тр)* U_нн.ном / U_станд (2.26)

где: U_2ф - фактическое напряжение на вторичной стороне [кВ];

U_2ф = (U₂'- ΔU_тр)* U_нн.ном / U_станд = (113,619 кВ - 3,843 кВ) * 10,5 / 108,859 = 10,58кВ