2. Выбор силовых трансформаторов

2.1. Выбор типа, числа и мощности силовых трансформаторов

Выбор числа и мощности силовых трансформаторов должен быть техниче­ски и экономически обоснован, т.к. он оказывает существенное влияние на ра­циональное построение схем промышленного электроснабжения.

Критерием при выборе трансформаторов являются надежность электроснабжения.

Наиболее часто подстанции выполняют двухтрансформаторными. Однотрансформаторные - допустимы только при наличии централизованного резерва трансформаторов и при поэтапном строительстве подстанции. Установка более двух трансформаторов возможна в исключительных случаях.

Определяется число трансформаторов на подстанции (с учетом категории надежности потребителей). Для потребителей I и II категории – 2 трансформатора, для потребителей II и III категории – 1 трансформатор.

Намечаются возможные варианты мощности трансформаторов подстан­ции с учетом допустимой нагрузки их в нормальном режиме и перегрузки - в послеаварийном режиме.

Номинальная мощность каждого из трансформаторов определяются из условия:

;

где S_p∑ - суммарная расчетная нагрузка подстанции, кВА;

n – количество трансформаторов;

0,7 - коэффициент загрузки в нормальном режиме.

В аварийных условиях оставшийся в работе трансформатор должен быть проверен на допустимую перегрузку с учетом возможного отключения потреби­телей III категории надежности:

l,4 S _{ном, т} ≥ S_p∑

Представим два возможных варианта мощностей трансформаторов подстанции, определив номинальную мощность каждого из них.

1.

Возможны 2 варианта:

а) S_{ном, т} = 16 МВ·А; К_{з ав} = 9,29/16 = 0,58 ≤ 1,4;

б) S_{ном, т} = 10 МВ·А; К_{з ав} = 9,29/10 = 0,93 ≤ 1,4;

2.

Возможны 2 варианта:

а) S_{ном, т} = 16 МВ·А; К_{з ав} = 15/16 = 1,31 ≤ 1,4;

б) S_{ном, т} = 25 МВ·А; К_{з ав} = 15/25 = 0,84 ≤ 1,4;

3.

Возможны 2 варианта:

а) S_{ном, т} = 6,3 МВ·А; К_з, = 5,71/6,3 = 0,9 ≤ 1,4;

б) S_{ном, т} = 10 МВ·А; К_з, = 5,71/10 = 0,57 ≤ 1,4;

4.

Возможны 2 варианта:

а) S_{ном, т} = 10 МВ·А; К_{з ав} = 10/10 = 1,0 ≤ 1,4;

б) S_{ном, т} = 16 МВ·А; К_{з ав} = 10/16 = 0,63 ≤ 1,4;

5.

Возможны 2 варианта:

а) S_{ном, т} = 16 МВ·А; К_{з ав} = 12,8/16 = 0,8 ≤ 1,4;

б) S_{ном, т} = 25 МВ·А; К_{з ав} = 12,8/25 = 0,512 ≤ 1,4;

На подстанциях устанавливаем двухобмоточные трансформаторы типов:

ТМН – 6300; ТДН – 10000; ТДН – 16000; ТРДН-25000.

2.2. Технико-экономическое сопоставление вариантов

Полные капитальные затраты с учетом стоимости оборудования и монтажных работ, тыс. руб.;

К_{н тр.} = Ц · I · (1 + σ_т + σ_с + σ_м),

где Ц - цена на оборудование (табл. П15), тыс. руб.

σ_т - коэффициент, учитывающий транспортно - заготовительные расходы, связанные с приобретением оборудования (σ_т = 0,05 - для оборудования с массой более 1 тонны; σ_т = 0,1 - для оборудования с небольшой массой).

1. а) К_{н тр.} = 214,83 · 27,28 = 5860,6 тыс.руб.;

б) К_{н тр.} = 226,66 · 27,28 = 6183,3 тыс.руб.;

2. а) К_{н тр.} = 226,66 · 27,28 = 6183,3 тыс.руб.;

б) К_{н тр.} = 312,16 · 27,28 = 8515,7 тыс.руб.;

3. а) К_{н тр.} = 96,37 · 27,28 = 2628,97 тыс.руб.;

б) К_{н тр.} = 109,79· 27,28 = 2995,07 тыс.руб.;

4. а) К_{н тр.} = 214,83 · 27,28 = 5860,6 тыс.руб.;

б) К_{н тр.} = 226,66 · 27,28 = 6183,3 тыс.руб.;

5. а) К_{н тр.} = 226,66 · 27,28 = 6183,3 тыс.руб.;

б) К_{н тр.} = 312,16 · 27,28 = 8515,7 тыс.руб.;

Определим стоимость потерь электроэнергии в трансформаторах, тыс. руб.

;

где С₀ - стоимость электроэнергии (С₀ - 1,2 руб/кВт • ч ( на февраль 2003 г.); τ _max - время максимальных потерь, ч;

N_тp - количество трансформаторов;

ΔР_хх, ΔР _кз - потери х. х. и к. з. трансформатора.

1. а)

б)

2. а)

б)

3. а)

б)

4. а)

б)

5. а)

б)

Затраты на обслуживание, ремонт и амортизацию оборудова­ния определяются по формуле:

И_{обсл. рем. ам.} = (Н_а+ H _обсл.+ H_рем.) К_{н тр.} ,

где Н_а - норма амортизационных отчислений (табл. 4);

Н_обсл. - норма обслуживания оборудования (табл. 4);

Н_рем. - норма ремонта оборудования (табл. 4).

1. а) И_{обсл. рем. ам.} = 7,4· 5860,6 = 433,68 тыс.руб.;

б) И_{обсл. рем. ам.} = 7,4· 6183,3 = 457,6 тыс.руб.;

2. а)И_{обсл.рем.ам.}=(Н_а+H_обсл.+H_рем.)·К_н.тр=(3,5%+2,9%+1%)·6183,3 = 457,6 тыс.руб.;

б) И_{обсл. рем. ам.} = 7,4· 8515,7 = 630,16 тыс.руб.;

3. а) И_{обсл. рем. ам.} = 7,4· 2628,97 = 194,54 тыс.руб.;

б) И_{обсл. рем. ам.} = 7,4· 2995,07 = 221,6 тыс.руб.;

4. а) И_{обсл. рем. ам.} = 7,4· 5860,6 = 433,68 тыс.руб.;

б) И_{обсл. рем. ам.} = 7,4· 6183,3 = 457,6 тыс.руб.;

5. а) И_{обсл. рем. ам.} = 7,4· 6183,3 = 457,6 тыс.руб.;

б) И_{обсл. рем. ам.} = 7,4· 8515,7 = 630,16 тыс.руб.;

Стоимость эксплуатационных расходов:

И = И_п + И_{обсл., рем, ам.};

1. а) И = И_п + И_{обсл., рем, ам.} = 384,3 + 433,68 = 817,98 тыс.руб.;

б) И = И_п + И_{обсл., рем, ам.} = 409,8 + 457,6 = 867,4 тыс.руб.;

2. а) И = И_п + И_{обсл., рем, ам.} = 745,05+ 457,6 = 1202,65 тыс.руб.;

б) И = И_п + И_{обсл., рем, ам.} = 678,33 + 630,16 = 1308,49 тыс.руб.;

3. а) И = И_п + И_{обсл., рем, ам.} = 186,74 + 194,54 = 381,28 тыс.руб.;

б) И = И_п + И_{обсл., рем, ам.} = 169,19 + 221,6 = 390,79 тыс.руб.;

4. а) И = И_п + И_{обсл., рем, ам.} = 405,9 + 433,68 = 839,58 тыс.руб.;

б) И = И_п + И_{обсл., рем, ам.} = 421,79 + 457,6 = 879,39 тыс.руб.;

5. а) И = И_п + И_{обсл., рем, ам.} = 479,8 + 457,6 = 937,4 тыс.руб.;

б) И = И_п + И_{обсл., рем, ам.} = 591,08 + 630,16 = 1221,24 тыс.руб.;

Суммарные затраты определяются:

3_∑ = E к_{н. тp}. +И,

где Е - норма дисконта, (Е = 0,2 ÷ 0,3);

1. а) 3_∑ = E·к_{н. тp}. + И = 0,25· 5860,6 + 817,98 = 2283,13 тыс.руб.;

б) 3_∑ = E·к_{н. тp}. + И = 0,25· 6183,3 + 864,7 = 2410,5 тыс.руб.;

2. а) 3_∑ = E·к_{н. тp}. + И = 0,25· 6183,3 + 1202,65 = 2748,47 тыс.руб.;

б) 3_∑ = E·к_{н. тp}. + И = 0,25· 8515,7 + 1308,49 = 3437,4 тыс.руб.;

3. а) 3_∑ = E·к_{н. тp}. + И = 0,25· 2628,97 + 381,28 = 1038,5 тыс.руб.;

б) 3_∑ = E·к_{н. тp}. + И = 0,25· 2995,07 + 390,76 = 1139,5 тыс.руб.;

4. а) 3_∑ = E·к_{н. тp}. + И = 0,25· 5860,6 + 839,58 = 2304,73 тыс.руб.;

б) 3_∑ = E·к_{н. тp}. + И = 0,25· 6183,3 + 879,39 = 2425,2 тыс.руб.;

5. а) 3_∑ = E·к_{н. тp}. + И = 0,25· 6183,3 + 937,4 = 2483,2 тыс.руб.;

б) 3_∑ = E·к_{н. тp}. + И = 0,25· 8515,7 + 1221,24 = 3350,16 тыс.руб.;

В результате технико–экономического расчёта получаем, что наиболее выгодным является установка следующих типов трансформаторов на подстанциях:

1. ТДН – 10000;

2. ТДН – 16000;

3. ТМН – 6300;

4. ТДН – 10000;

5. ТДН – 16000;