2.3.8. Выбор мощности автотрансформатора 500/220 кВ на основе технико-экономического сравнения.
Капитальные затраты для варианта № 1 для двух групп однофазных автотрансформаторов:
- 495900 тыс. руб. - затраты на приобретение;
- 9918 тыс. руб. - затраты на доставку;
- 6942,6 тыс. руб. - затраты на монтаж.
Капитальные затраты для варианта № 2 для двух групп однофазных автотрансформаторов:
- 452700 тыс. руб. - затраты на приобретение;
- 9054 тыс. руб. - затраты на доставку;
- 6337,8 тыс. руб. - затраты на монтаж.
Ежегодные издержки для варианта № 1:
,
,
Ежегодные издержки для варианта № 2:
,
,
Для варианта №1 народнохозяйственный ущерб не рассчитывается, так как не предполагается аварийного отключения потребителей.
Для варианта №2 народнохозяйственный ущерб составит:
Годовое потребление электроэнергии:
где - отключаемая мощность в послеаварийном режиме, — время использования максимума нагрузки для предприятий, которых затрагивает ограничение в поставке электроэнергии.
Коэффициент вынужденного простоя: , где - среднее время восстановления для данного трансформатора, - продолжительность текущего ремонта.
Годовой объем недополученной электроэнергии:
Математическое ожидание ущерба:
где — удельный ущерб от аварийного недоотпуска электроэнергии для предприятий, руб/МВт∙ч.
Таблица 2.7
Технико-экономическое сравнение двух вариантов
Статья расхода |
Затраты, тыс. руб. |
|
Вариант № 1 (2 гр. по 3х167 МВА) |
Вариант № 2 (2 гр. по 3х125 МВА) |
|
1. Капитальные вложения |
|
|
1.1. Приобретение |
59508 |
54324 |
1.2. Доставка |
1190,16 |
1086,48 |
1.3. Монтаж |
833,11 |
760,54 |
2. Ежегодные издержки |
|
|
2.1. Амортизационные отчисления |
31241,7 |
28520,1 |
2.2. Эксплуатационные издержки |
11901,6 |
10864,8 |
2.3. Издержки на покрытие потерь |
460,96 |
900,598 |
3. Ущерб от перерыва в электроснабжении |
- |
245218,35 |
Итого: |
105135,5 |
341674,87 |
На основании технико-экономического сравнения делается вывод о предпочтительности варианта №1.
2.3.9. Выбор автотрансформаторов 750/500 кВ
Выбор номинальной мощности силовых автотрансформаторов осуществляется по имеющемуся суточному графику нагрузки (Рис. 2.11.).
Рис. 2.11. График электрических нагрузок на АТ 750/500 кВ
Для
подсчёта допустимой систематической
нагрузки действительный график
преобразуется
в эквивалентный двухступенчатый график.
Предполагая, что мощность трансформатора неизвестна, для преобразования графика используем приближённый подход. Найдём среднюю нагрузку из суточного графика по формуле:
На
исходном графике нагрузки трансформатора
выделяется пиковая часть из условия
и
проводится линия номинальной мощности
трансформатора
,
она же линия относительной номинальной
нагрузки
.
На графике выделяется участок перегрузки
продолжительностью
.
Оставшаяся
часть исходного графика с меньшей
нагрузкой разбивается на
интервалов
,
а затем определяются значения
,
,
.
Коэффициент
начальной нагрузки
эквивалентного
графика рассчитывается по формуле:
,
Участок
перегрузки
на исходном графике нагрузки разбиваем
на
интервалов
в каждом интервале, а затем определим
значения
,
,
.
Предварительное
превышение перегрузки эквивалентного
графика нагрузки в интервале
считается по формуле:
Полученное
значение
сравниваем с
(
)
исходного графика нагрузки:
Принимается
.
Рис. 2.12. Эквивалентный двухступенчатый график электрических нагрузок на АТ 750/500 кВ
С учетом вида системы охлаждения автотрансформатора, постоянной времени его нагрева и эквивалентной температуры окружающей среды, пользуясь таблицей 2.2, выбирается соответствующая таблица нагрузочной способности, зависимость К2 =ƒ(K1), приведенная в МЭК 354-91. Под эквивалентной температурой понимают температуру окружающей среды, зависящую от среднемесячных и среднегодовых температур климатической зоны расположения подстанции. ДЦ (OF), +100С, мощность свыше 125000 кВА => Таблица 2.8. По таблице 2.8 с учетом коэффициентов начальной нагрузки К1 и максимальной нагрузки К2 определяется допустимая продолжительность перегрузки в часах и сравнивается со временем максимума заданного суточного графика. Делается заключение о допустимости такого режима работы трансформатора в течение зимнего и летнего периодов.
Таблица 2.8
t. ч |
К1 |
|||||
|
0,25 |
0,5 |
0,7 |
0,8 |
0,9 |
1,0 |
0,5 1,0 2,0 4,0 8,0 24,0 |
1,5 1,5 1,38 1,26 1,17 1,08 |
1,5 1,5 1,37 1,25 1,17 1,08 |
1,5 1,48 1,34 1,24 1,17 1,08 |
1,5 1,45 1,33 1,23 1,15 1,08 |
1,5 1,41 1,3 1,22 1,15 1,08 |
1,44 1,34 1,26 1,19 1,14 1,08 |
По
полученным значениям
и
при
средней температуре охлаждающей среды
за время действия графика
по таблице 2.2 определяем допустимое
время перегрузки ~16 ч.
По условиям аварийных перегрузок при выборе трансформаторов нужно воспользоваться таблицей 2.9. Допустимость аварийных перегрузок лимитируется не износом изоляции, а предельно допустимыми температурами для обмотки и масла не более 140°С и 115°С соответственно.
При
продолжительности перегрузки 6 часов,
годовой эквивалентной температурой
+10,1 0С
и типом охлаждения ДЦ принимаем
коэффициент перегрузки –
.
Таблица 2.9
Продолжительность перегрузки, ч
|
Эквивалентная температура охлаждающего воздуха, °С
|
||||||||||||
-10
|
0
|
+ 10
|
+20
|
+30
|
|||||||||
М, Д
|
ДЦ
|
М, Д
|
ДЦ, Ц
|
М, Д
|
ДЦ, Ц
|
М, Д
|
ДЦ, Ц
|
М, Д
|
ДЦ, Ц
|
||||
4,0
|
1,7
|
1,5
|
1,7
|
1,5
|
1,6
|
1,4
|
1,4
|
1,4
|
1,3
|
1,3
|
|||
6,0
|
1,6
|
1,5
|
1,5
|
1,5
|
1,5
|
1,4
|
1,4
|
1,4
|
1,3
|
1,3
|
|||
8,0
|
1,6
|
1,5
|
1,5
|
1,5
|
1,4
|
1,4
|
1,3
|
1,4
|
1,2
|
1,3
|
|||
12
|
1,5
|
1,5
|
1,5
|
1,5
|
1,4
|
1,4
|
1,3
|
1,4
|
1,2
|
1,3
|
|||
24
|
1,5
|
1,5
|
1,5
|
1,5
|
1,4
|
1,4
|
1,3
|
1,4
|
1,2
|
1,3
|
|||
Номинальная мощность силового автотрансформатора находится из выражения:
Трехфазные автотрансформаторы 750/500 кВ сегодня промышленностью не выпускаются, так как они очень дорогие и имеют существенные габариты. Единственная мощность однофазных автотрансформаторов 750/500 кВ составляет 417 МВА. Поэтому выбирается две группы однофазных автотрансформаторов с резервной фазой: 3х417000 + 417000 кВА.