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 подстан­
ции с учетом допустимой нагрузки их в нормальном режиме и перегрузки - в по-
слеаварийном 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, = 11/16 = 0,69 ≤ 1,4;

б) S_{ном, т} = 25 МВ·А; К_з, = 11/25 = 0,44 ≤ 1,4;

2.

Возможны 2 варианта:

а) S_{ном, т} = 25 МВ·А; К_{з ав} = 34/25 = 1,36 ≤ 1,4;

б) S_{ном, т} = 32 МВ·А; К_{з ав} = 34/32 = 1,06 ≤ 1,4;

3.

Возможны 2 варианта:

а) S_{ном, т} = 25 МВ·А; К_{з ав} = 30/25 = 1,2 ≤ 1,4;

б) S_{ном, т} = 32 МВ·А; К_{з ав} = 30/32 = 0,93 ≤ 1,4;

4.

Возможны 2 варианта:

а) S_{ном, т} = 63 МВ·А; К_{з ав} = 85/63 = 1,35 ≤ 1,4;

б) S_{ном, т} = 80 МВ·А; К_{з ав} = 85/80 = 1,06 ≤ 1,4;

5.

Возможны 2 варианта:

а) S_{ном, т} = 80 МВ·А; К_{з ав} = 90/80 = 1,125 ≤ 1,4;

б) S_{ном, т} = 125 МВ·А; К_{з ав} = 90/125 = 0,72 ≤ 1,4;

На подстанциях устанавливаем двухобмоточные трансформаторы типов:

ТДН – 16000; ТРДН – 25000; ТРДН – 32000; ТРДЦН-63000; ТРДЦН-80000;

ТРДЦН-125000.

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.} = 116,11 · 22 · (1 + 0,05 + 0,06 + 0,13) = 116,11 · 27,28 = 3167,5 тыс.руб.;

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

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

б) К_{н тр.} = 329,69· 27,28 = 8993,9 тыс.руб.;

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

б) К_{н тр.} = 329,69 · 27,28 = 8993,9 тыс.руб.;

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

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

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

б) К_{н тр.} = 382,1 · 27,28 = 10423,7 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)·3167,5 = 23439,5 тыс.руб.;

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

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

б) И_{обсл. рем. ам.} = 7,4· 8993,9 = 66554,86тыс.руб.;

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

б) И_{обсл. рем. ам.} = 7,4· 8993,9 = 66554,86тыс.руб.;

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

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

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

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

Стоимость эксплуатационных расходов:

И = И_п + И_{обсл., рем, ам.};

1.а)И = И_п + И_{обсл., рем, ам.} = 433502,88+23439,5 = 456942,38тыс.руб

б) И = И_п + И_{обсл., рем, ам.} =419006,36 +35755,32 = 454761,68тыс.руб.;

2.а) И = И_п + И_{обсл., рем, ам.} =1213395,14 +63016,18 = 1276408,32тыс.руб.;

б) И = И_п + И_{обсл., рем, ам.} =1233107,77 +66554,86 = 1299662,63тыс.руб.;

3.а) И = И_п + И_{обсл., рем, ам.} =851959,29 +63016,18 = 914975,47тыс.руб.;

б) И = И_п + И_{обсл., рем, ам.} = 966545,88+66554,86 = 1033100,74 тыс.руб.;

4.а) И = И_п + И_{обсл., рем, ам.} = 2016351,48+77135,38 =2093486,86 тыс.руб.;

б) И = И_п + И_{обсл., рем, ам.} = 2045419,95+77135,38 = 2122555,33 тыс.руб.;

5.а) И = И_п + И_{обсл., рем, ам.} =2114904 +77135,38 =2192039,38 тыс.руб.;

б) И = И_п + И_{обсл., рем, ам.} =2442354,2 + 77135,38=2519489,58 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· 3167,5 +456942,38 = 457734,25тыс.руб.;

б) 3_∑ = E·к_{н. тp}. + И = 0,25·4831,8 + 454761,68 =455969,63 тыс.руб.;

2.а) 3_∑ = E·к_{н. тp}. + И = 0,25·8515,7 +1276408,32 =1278537,24 тыс.руб.;

б) 3_∑ = E·к_{н. тp}. + И = 0,25·8993,9 + 1299662,63=1301911,105 тыс.руб.;

3.а)3_∑ = E·к_{н. тp}. + И = 0,25·8515,7 +914975,47 =917104,395 тыс.руб.;

б) 3_∑ = E·к_{н. тp}. + И = 0,25·8993,9 + 1033100,74 = 1035349,215 тыс.руб.;

4.а) 3_∑ = E·к_{н. тp}. + И = 0,25·10423,7 +2093486,86 =2096092,78 тыс.руб.;

б) 3_∑ = E·к_{н. тp}. + И = 0,25·10423,7 + 2122555,33 = 2125161,255тыс.руб.;

5.а) 3_∑ = E·к_{н. тp}. + И = 0,25· 10423,7 +2192039,38 =2194645,305 тыс.руб.;

б) 3_∑ = E·к_{н. тp}. + И = 0,25·10423,7 +2519489,58 = 2522095,505 тыс.руб.;

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

1. ТРДН-25000;

2. ТРДН-25000;

3. ТРДН-25000;

4. ТРДЦН-63000;

5. ТРДЦН-80000;