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. Одно-трансформаторные - 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} = 40 МВ·А; К_{з ав} = 52/40 = 1,3 ≤ 1,4;

б) S_{ном, т} = 63 МВ·А; К_{з ав} = 52/63 = 0,82 ≤ 1,4;

2.

Возможны 2 варианта:

а) S_{ном, т} = 16 МВ·А; К_з, = 12/16 = 0,75 ≤ 1,4;

б) S_{ном, т} = 25 МВ·А; К_з, = 12/25 = 0,48 ≤ 1,4;

3.

Возможны 2 варианта:

а) S_{ном, т} = 40 МВ·А; К_{з ав} = 55/40 = 1,375 ≤ 1,4;

б) S_{ном, т} = 63 МВ·А; К_{з ав} = 55/63 = 0,87 ≤ 1,4;

4.

Возможны 2 варианта:

а) S_{ном, т} = 16 МВ·А; К_{з ав} = 20/16 = 1,25 ≤ 1,4;

б) S_{ном, т} =25 МВ·А; К_{з ав} = 20/25 = 0,8 ≤ 1,4;

5.

Возможны 2 варианта:

а) S_{ном, т} = 16 МВ·А; К_{з ав} = 18/16 = 1,12 ≤ 1,4;

б) S_{ном, т} =25 МВ·А; К_{з ав} = 18/25 = 0,72 ≤ 1,4;

На подстанциях устанавливаем двухобмоточные трансформаторы типов:

ТДН – 16000; ТРДН – 25000; ТРДН – 40000; ТРДН – 63000.

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.} = 342,84 · 22 · (1 + 0,05 + 0,06 + 0,13) = 342,84 · 27,28 = 9340,6 тыс.руб.;

б) К_{н тр.} = 382,1 · 27,28 = 10423,7 тыс.руб.;

2. а) К_{н тр.} = 116,11 · 27,28 = 3167,5 тыс.руб.;

б) К_{н тр.} = 177,12· 27,28 = 4831,8 тыс.руб.;

3. а) К_{н тр.} = 342,84 · 27,28 = 9352,7 тыс.руб.;

б) К_{н тр.} = 382,1 · 27,28 = 10423,7 тыс.руб.;

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

б) К_{н тр.} = 312,16 · 27,28 = 8515,7 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.}=(Н_а+H_обсл.+H_рем.)·К_н.тр=(3,5+2,9+1,0)·9340 = 69116тыс.руб.;

б) И_{обсл. рем. ам.} = 7,4· 10423,7 = 77135,38 тыс.руб.;

2. а) И_{обсл. рем. ам.} = 7,4· 3167,5= 23439,5 тыс.руб.;

б) И_{обсл. рем. ам.} = 7,4· 4831,8 = 35755,32 тыс.руб.;

3. а) И_{обсл. рем. ам.} = 7,4· 9352,7 = 69209,98 тыс.руб.;

б) И_{обсл. рем. ам.} = 7,4· 10423,7 = 77135,38 тыс.руб.;

4. а) И_{обсл. рем. ам.} = 7,4· 6183,3 = 45756,42 тыс.руб.;

б) И_{обсл. рем. ам.} = 7,4· 8515,7 = 63016,18 тыс.руб.;

5. а) И_{обсл. рем. ам.} = 7,4· 6183,3 = 45756,42 тыс.руб.;

б) И_{обсл. рем. ам.} = 7,4· 8515,7 = 63016,18 тыс.руб.;

Стоимость эксплуатационных расходов:

И = И_п + И_{обсл., рем, ам.};

1. а) И = И_п.тр + И_{обсл., рем, ам.} = 1771000 + 69116 = 1840116 тыс.руб.;

б) И = И_п.тр + И_{обсл., рем, ам} = 1756000 + 77135,38 = 1833135 тыс.руб.;

2. а) И = И_п.тр + И_{обсл., рем, ам} = 477900 + 23439,5 = 501339,5 тыс.руб.;

б) И = И_п.тр + И_{обсл., рем, ам} = 444700 + 35755,32 = 480455,3 тыс.руб.;

3. а И = И_п.тр + И_{обсл., рем, ам.} = 1046000 + 69209,98 = 1115210 тыс.руб.;

б) И = И_п.тр + И_{обсл., рем, ам} = 1566000 + 77135,38 = 1643135 тыс.руб.;

4. а) И = И_п.тр + И_{обсл., рем, ам} = 617200 + 45756,42 = 662956,4 тыс.руб.;

б) И = И_п.тр + И_{обсл., рем, ам} = 693600 + 63016,18 = 756616,2 тыс.руб.;

5. а) И = И_п.тр + И_{обсл., рем, ам} = 575800 + 45756,42 = 621556,4 тыс.руб.;

б) И = И_п.тр + И_{обсл., рем, ам} = 669600 + 63016,18 = 732616,2 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· 9340+ 1840116 = 1842451 тыс.руб.;

б) 3_∑ = E·к_{н. тp}. + И = 0,25· 10423,7 + 1833135 = 1835741 тыс.руб.;

2. а) 3_∑ = E·к_{н. тp}. + И = 0,25· 3167,5 + 501339,5 = 502131,4 тыс.руб.;

б) 3_∑ = E·к_{н. тp}. + И = 0,25· 4831,8 + 480455,3 = 481663,3 тыс.руб.;

3. а) 3_∑ = E·к_{н. тp}. + И = 0,25· 9352,7 + 1115210 = 1117548 тыс.руб.;

б) 3_∑ = E·к_{н. тp}. + И = 0,25· 10423,7 + 1643135 = 1645741 тыс.руб.;

4. а) 3_∑ = E·к_{н. тp}. + И = 0,25· 6183,3 + 662956,4 = 664502,2 тыс.руб.;

б) 3_∑ = E·к_{н. тp}. + И = 0,25· 8515,7 + 756616,2 = 758745,1 тыс.руб.;

5. а) 3_∑ = E·к_{н. тp}. + И = 0,25· 6183,3 + 662956,4 = 664502,2 тыс.руб.;

б) 3_∑ = E·к_{н. тp}. + И = 0,25· 8515,7 + 756616,2 = 758745,1 тыс.руб.;

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

1. ТРДН – 63000;

2. ТРДН – 25000;

3. ТРДН – 40000;

4. ТДН – 16000;

5. ТДН – 16000;