2. Технико-экономический расчет вариантов

Технико-экономический расчет вариантов осуществляется по минимуму приведенных затрат по вариантам

,

где З_ктп, З_ку – приведенные затраты на комплектную трансформаторную подстанцию (КТП) и компенсирующие устройства (КУ); Е_н – нормативный коэффициент эффективности (для объектов электроэнергетики 0,223); К_∑ – суммарные капитальные затраты на КТП и КУ; С_∑ – суммарные эксплуатационные издержки.

Суммарные капитальные затраты

,

где К_тр – стоимость (единовременные капиталовложения) трансформаторов, руб. (табл. П3.1-П3.5), К_КТП – стоимость КТП, руб. (табл. П.4), К_КУ – стоимость конденсаторной установки, руб (табл. П5, для высоковольтных КУ – стоимость КУ и высоковольтной ячейки для ее подключения, может быть принята 100 тыс. руб.).

Суммарные эксплуатационные издержки

где С₀ – удельная стоимость потерь электроэнергии в год, руб/(кВт∙год); Δр_тр – потери активной мощност и в трансформаторе; Δр_ВКБ, Δр_НКБ – удельные потери активной мощности в конденсаторных батареях, на стадии проектирования могут быть приняты 2,5 кВт/МВАр и 4,5 кВт/МВАр соответственно.

Удельная стоимость потерь электроэнергии в год по двухставочному тарифу

,

где а и b – основная (150 руб./кВт в месяц) и дополнительная (1,02 руб./кВт×ч) ставки тарифа на активную мощность и активную электроэнергию; Т_м – время использования максимума нагрузки.

Потери активной мощности в трансформаторе

,

где ΔР_хх и ΔР_кз – потери холостого хода и короткого замыкания трансформатора (технические характеристики, прил. 3); β – реальный коэффициент загрузки трансформатора

.

Если приведенные затраты отличаются не более чем на 10%, то варианты считаются равно экономическими и выбирается вариант с наилучшими техническими показателями, например, двухтрансформаторная подстанция с компенсацией на низком напряжении.

3. Выбор типа и группы соединения трансформаторов

Тип трансформатора масляный, сухой и с негорючим диэлектриком выбирается на основании места установки трансформатора и категории помещения. Для внутренней установки могут применяться все типы, для наружной только масляные.

Сухие и с негорючим диэлектриком трансформаторы дороже масляных и применяются в местах, требующих повышенной безопасности (учебные заведения, шахты, метро и т.п.) и с повышенными требованиями к охране окружающей среды (курортные зоны, водозаборные станции), на взрывоопасных предприятиях (нефтяная и химическая промышленность). В случаях оптимизации схемы за счет установки трансформатора вблизи центра нагрузки обоснованной технико-экономическим расчетом.

Масляные трансформаторы могут устанавливаться внутри помещения с учетом следующих основных условий (ПУЭ):

- установка в отдельной камере на первом этаже или в одном помещении с РУ напряжением 0,4 кВ до двух трансформаторов мощностью по 630 кВА, отделенных друг от друга перегородкой из негорючих материалов;

- установка на втором этаже или ниже уровня пола первого этажа на 1 м в не затапливаемых зонах при условии беспрепятственной транспортировки наружу и удаления масла в аварийных случаях, при этом не допускается размещать под помещениями с мокрым технологическим процессом и непосредственно над и под помещениями в которых в пределах площади занимаемой РУ или ТП одновременно могут находится более 50 человек в период более 1 часа;

- пол камеры должен иметь 2%-ный уклон в сторону маслоприемника;

- каждая камера должна иметь отдельный вход нагружу или в смежное помещение категории Г (умеренная пожароопасность – негорючие вещества и материалы в горячем, раскаленном или расплавленном состоянии, процесс обработки которых сопровождается выделением лучистого тепла, искр и пламени, и (или) горючие газы, жидкости и твердые вещества, которые сжигаются или утилизируются в качестве топлива) или Д (пониженная пожароопасность – негорючие вещества и материалы в холодном состоянии).

Схема и группа соединения трансформатора.

Согласно ТПК 45-4.04-296-2014 (Силовое и осветительное электрооборудование промышленных предприятий) п. 6.2.1. По условиям надежности действия защиты от однофазных замыканий в сетях напряжением до 1000 В с глухозаземленной нейтралью рекомендуется применять трансформаторы со схемой соединения обмоток «звезда-зигзаг» при мощности до 250 кВА и со схемой «треугольник-звезда» — при мощности 400 кВА и более. В настоящее время промышленностью выпускаются трансформаторы Y/Y₀ – 0, Y/Z₀ – 11 и Δ/Y₀ – 11.

Группа Y/Y₀ – 0 отличается повышенным сопротивлением нулевой последовательности, что затрудняет защиту от однофазных коротких замыканий на корпус и т.п., поэтому для питания цеховых сетей не рекомендуются.