2. Выбор числа и мощности трансформаторов тп

В электроснабжении промышленных предприятий широкое распространение находят комплектные трансформаторные подстанции, состоящие из силовых трансформаторов, шкафов ввода высшего и низшего напряжения, шкафов отходящих линий.

Для электроприемников II категории по надежности электроснабжения, требующих резервирование питания устанавливают двухтрансформаторные подстанции.

При питании потребителей II категории надежности в аварийном режиме допускается ручное подключение резерва.

1. Выбор цеховых трансформаторов

Решение вопроса выбора трансформаторов и схемы электроснабжения сводится к выбору наиболее приемлемого варианта, удовлетворяющего технико-экономическим требованиям. Экономические требования к выбору оборудования сводятся к достижению наименьшей стоимости передачи электрической энергии по сетям к потребителям, поэтому следует стремиться к снижению капитальных затрат на строительство объектов. Необходимо также принимать меры к уменьшению ежегодных расходов на эксплуатацию электрооборудования. Одновременный учет капитальных вложений и эксплуатационных расходов может быть произведен с помощью метода приведенных затрат. В связи с этим оценка экономичности варианта выбора оборудования КТП производится по приведенным затратам.

Выбор числа и мощности трансформаторов ТП, осуществляем одновременно с решением вопроса компенсации реактивной мощности.

Для выбора числа и мощности трансформаторов определяем суммарную расчетную активную, реактивную и полную нагрузки на шинах низшего напряжения цеховой ТП.

Расчетная мощность трансформатора:

. (3.1)

Минимальное число трансформаторов определяем по формуле:

. (3.2)

Величина реактивной мощности, которую может пропустить трансформатор со стороны ВН в сеть низшего напряжения (для масляных трансформаторов):

(3.3)

где - коэффициент загрузки, для потребителейII категории надежности (0,8).

Мощность, которую необходимо скомпенсировать:

(3.4)

Уточняем коэффициенты загрузки:

(3.5)

В аварийном режиме:

(3.6)

Выберем ТП2 для цеха металлоконструкций.

Так как в цехе металлоконструкций ведутся сварочные работы, то расчётную мощность ТП следует увеличить в два раза[2].

Рассмотрим варианты:

; .

Первый вариант:

;

.

Компенсации реактивной мощности не требуется.

Второй вариант:

;

.

Компенсации реактивной мощности не требуется.

Первый вариант:

; .

Второй вариант:

; .

Аналогично произведем выбор трансформаторов для остальных ТП: сборочный цех, цеха изоляции, гаражей, склада, административного корпуса и оздоровительного корпуса.

Результаты расчета сведены в приложение 3.

2. 2. Технико-экономическое сравнение вариантов выбора трансформаторов

Приведённые затраты определяются по формуле [4]:

З_тр = (е_н + Е_ам + Е_тр)^· (К_ктп+ К_ку) + С_птр + С_пку; (3.7)

где е_н = 0,16 - нормативный коэффициент окупаемости;

Е_ам = 0,025 - коэффициент амортизационных отчислений;

Е_тр = 0,01 - отчисления на текущий ремонт;

К_ктп - полная стоимость трансформаторной подстанции;

К_ку - стоимость конденсаторных установок;

С_п.тр - стоимость потерь в трансформаторах;

С_п.ку - стоимость потерь в конденсаторных установках.

Для технико-экономического сравнения вариантов принимаем:

- коэффициент инфляции: к_ин = 25;

- годовое число часов работы: Т_г = 4500 ч;

- годовое число использования часов максимальной нагрузки: Т_max = 4345ч;

- стоимость электроэнергии: С₀ = 3,5 руб / кВт ^∙ час.

Стоимость потерь в конденсаторных установках рассчитывается по формуле [4]:

С_п.ку.=Р_уд. ^· Q_нку ^∙ С₀ ; (3.8)

где Р_уд = 0,04 кВт / квар;

Q_нку - мощность конденсаторной установки, вар.

Время наибольших потерь определяется по формуле [4]:

 = (0,124+T_max / 10000) ^· 8760; (3.9)

Сумма потерь в трансформаторе находим по формуле [4]:

W = N_тр ^· (P_хх ^∙ Т_г + к_з ^· Р_кз ^∙ _max) (3.10)

Стоимость потерь в трансформаторе определяется по формуле

С_птр = С₀ ^∙ W (3.11)

Рассмотрим технико-экономический расчет трансформатора мощностью 250 кВА для КТП2.

 = (0,124 + 4345 / 10000) ^· 8760=2732 часа;

W = 3 ^∙ (0,82^· 4500+ 0,75^{2 ∙} 3,7^· 2732) = 29590,9 кВт ∙ час;

С_птр= 29590,9^∙ 3,5 = 103,57 тыс.руб.

Полная стоимость КТП по ценам 1990 года составляет 9,67 тыс. руб., умножаем на коэффициент инфляции к_ин.

9,67 25 = 241,75 тыс. руб.

Амортизационные отчисления от КТП :

Е_ам К_ктп = 0,025241,75 = 6,044 тыс. руб.

Отчисления на текущий ремонт:

Е_тр  К_ктп=0,01241,75 = 2,418 тыс. руб.

Приведенные затраты:

З_тр=0,16 241,75+6,044+2,418 + 103,57= 150,712 тыс. руб.

Параметры трансформаторов ТМ-160/10/0,4, ТМ-250/10/0,4 приведены в таблице 3.1.

Таблица 3.1- Параметры трансформаторов

Тип трансформатора	Номинальная мощность, кВА	Номинальное напряжение обмоток, кВ		Потери, кВт		Напряжение КЗ, %	Ток хх, %	Цена 1990 года, тыс.руб
		ВН	НН	Рхх	Ркз
ТМ-160/10	160	10	0,4	0,565	2,65	4,5	2,4	9,26
ТМ-250/10	250	10	0,4	0,82	3,7	4,5	2,3	9,67

Результаты расчетов сводим в таблицу 3.2.

Таблица 3.2- Результаты технико-экономического сравнения вариантов трансформаторов

Мощность и количество трансформаторов, кВА	КЗ	W,кВт	Сптр, тыс.руб	ЕКктп, тыс.руб	Сумма затрат, тыс. руб
3250	0,65	29590,9	44,39	4727	91,044
5160	0,61	35167,41	52,75	45	97,431

Исходя из полученных результатов, принимаем к установке три трансформатора ТМ-250/10/0,4.

Трансформаторы для других подстанций выбираются аналогично, приложение 4. Параметры выбранных трансформаторов приведены в таблице 3.3.

Таблица 3.3- Параметры силовых трансформаторов

Тип трансформаторов	Sном, кВА	Напряжения обмоток, кВ		Потери, кВт		Uк., %	Iхх, %	Цена 1990года, тыс.руб.
		ВН	НН	Рхх	Рлз	%	%
ТМ-250/10	250	10	0,4	0,82	3,7	4,5	2,3	9,67
ТМ-40/10	40	10	0,4	0,19	0,88	4,5	3,0	2,85