Выбор силовых трансформаторов

Введение

 

Именно применение электроэнергии сделало возможным развитие самых передовых отраслей промышленности автоматизацию производства, внедрение и распространение компьютерных и информационных технологий. Именно электроэнергия неизмеримо повысила комфортность быта людей, все больше освобождая людей от рутинного домашнего труда. Темпы экономического роста в двадцатом столетии были очень высоки практически во всех регионах мира, хотя и в разное время. Рост производства и потребления электроэнергии был еще выше.

Дальнейшее проникновение электроэнергии в сферу быта и непроизводственных услуг увязывается с механизацией и автоматизацией труда в домашнем хозяйстве, с проникновением в быт людей телекоммуникаций и информационных технологий, повышением качества услуг образования, медицины, отдыха и развлечений.

К числу наиболее важных задач энергетической стратегии России относятся определение основных количественных и качественных механизмов достижения этих параметров, а также координация развития электроэнергетики с развитием других отраслей топливо - энергетического комплекса и потребности экономики страны.

Стратегическими целями развития отечественной электроэнергетики в перспективе до 2020 г. являются:

- надежное энергоснабжение населения и экономики страны;

- сохранение целостности и развитие Единой энергетической системы России, интеграция ЕЭС с другими энергообъединениями на Евразийском континенте;

- повышение эффективности функционирование и обеспечение устойчивого развития электроэнергетики на базе новых современных технологий;

- уменьшение вредного воздействия отрасли на окружающую среду.

В оптимистическом варианте развитие электроэнергетики России ориентировано на сценарий экономического развития страны, предполагающий форсированное проведение социально-экономических реформ с темпами роста производства валового внутреннего продукта. [1. www.ehighenergy.info]

Мною проектируемая подстанция 500/110/10 киловольт предназначена для потребления мощности и питания предприятий цветной металлургии и населения. Связь с системой осуществляется на напряжениях 500 и 110 киловольт. Установка синхронных компенсаторов заданием не предусмотрена. Выдача мощности осуществляется на напряжениях 110 и 10 киловольт. Подстанция строится в Ростовской области.

 

 

Выбор синхронных компенсаторов

Выбор синхронных компенсаторов заданием не предусмотрен

 

2. Выбор и обоснование двух вариантов схем проектируемой подстанции

 

Рис. 1

 

В схеме 1 шины распределительных устройств 500 киловольт и 10 киловольт соединены двумя автотрансформаторами АТДЦТН 500/110/10 АТ1 и АТ2. Питание шины 110 киловольт осуществляется с выводов среднего напряжения.

 

Рис. 2

 

 

В схеме 2 шины распределительных устройств 500 киловольт и 10 киловольт соединены тремя автотрансформаторами АТДЦТН 500/110/10 АТ3, АТ4 и АТ5. Питание шины 110 киловольт осуществляется с выводов среднего напряжения.

 

Выбор силовых трансформаторов

 

Определяем мощность автотрансформаторов:

 

Q_сн=P_снּtgφ_сн=150ּ0.62=93 МВар; ; Q_нн=P_ннּtgφ_нн=60ּ0.59=35.6 МВар;

S_max=  =  =

246.25 МВА; ;

;.

 

По этой мощности выбираю АТДЦТН 250000/500/110/10.

По условию

 

, , у

 

Условие выполняется.

Т.к. во втором варианте расположение и число автотрансформаторов сохраняется, считаю возможным выбрать те же автотрансформаторы

 

АТДЦТН 250000/500/110/10.

 

Выбор трансформаторов.

В первом варианте выбор трансформаторов по структурной схеме не предусмотрен.

Т.к. во втором варианте полная мощность проходит по четырём трансформаторам (АТ1, АТ2, Т1 и Т2), для расчётов используем следующую формулу:

 

;

 

По этой мощности выбираю ТДЦ 80000/110/10.

Данные выбранных трансформаторов и автотрансформаторов заносим в таблицу 3.1 и таблицу 3.2.

 

Таблица 3.1

[3.c585]

Тип трансформатора	Номинальное напряжение, кВ		Потери, кВт		Напряжение короткого замыкания, %	Ток холостого хода, %
	ВН	НН	холостого хода	Короткого замыкания
ТДЦ 80000/110/10	121	10,5	85	310	11	0.6

 

Таблица 3.2

[3. c172]

Тип автотрансформатора

Номинальная мощность, МВА

Наибольший допустимый ток в обмотки

Номинальное напряжение, кВ

Потери, кВт

Напряжение короткого замыкания,%

Ток холостого хода, %

автотрансформатора

Обмотки НН

ВН

СН

НН

Холостого хода

Короткого замыкания

ВН-СН

ВН-НН

СН-НН

ВН-СН

ВН-НН

СН-НН

АТДЦТН-250000/500 /110

250

100

983

500

121

10,5;38,61

200

690

280

230

13

33

18.5

0,4

 

4. Технико-экономическое сравнение вариантов

 

4.1 Экономическая целесообразность схем определяется минимальными приведенными затратами по формуле:

 

[4. c.396 (5.6)]

 

где К – капиталовложения на сооружение электроустановки, тыс. руб.; p_н – нормативный коэффициент экономической эффективности, равный 0,12; И – годовые эксплуатационные издержки, тыс. руб./год.; У – ущерб от недоотпуска электроэнергии, тыс. руб./год.

Капиталовложения “К” при выборе оптимальных схем выдачи электроэнергии и выборе трансформаторов определяют по укрупненным показателям стоимости элементов схемы.

Вторая составляющая расчетных затрат – годовые эксплуатационные издержки – определяется по формуле:

 

[4. c.327 (5.7)]

 

где P_a, P₀ – отчисления на амортизацию и обслуживание, %; ∆W – потери электроэнергии, кВт ∙ ч; β – стоимость 1 кВт ∙ ч потерь электроэнергии, коп/кВт ∙ ч

Делаем таблицу капитальных затрат:

 

Таблица 4.1

Оборудование	Цена, т.р.	Первый		Второй
		количество	стоимость	количество	стоимость
АТ1, АТ2, АТ3, АТ4: АТДЦТН 250000/500/110/10	375.5	2	751	2	751
Т1, Т2: ТДЦ 80000/110/10.	113.7	нет	нет	2	227.4
Ячейка 110	250.5	2	501	4	1002
ИТОГО			1252		1980.4
ИТОГО с учётом удорожания ×30			1252×30		1980.4×30

 

4.2 Рассчитываем издержки для первого варианта:

 

; ; ;[1.с

315(т.8.2)]

β=85коп/кВтч; ; ; [1.с 315(т.8.2)]

ч; =0.85; ; ;

=0.5∙ =0.5 ∙ 690=345кВт;

;

;

;

 

4.3 Рассчитываем издержки для второго варианта:

 

; ; ;

 

Т.к. во втором варианте дополнительно используются те же автотрансформаторы, что и в первом варианте, то для нахождения полных затрат энергии второго варианта к  прибавить :

 

;

;

 

4.4 Сравнение вариантов:

 

,6%=

 

Используются те же автотрансформаторы, что и в первом варианте, то для нахождения полных затрат энергии второго Первый вариант экономичнее второго на 76%, поэтому дальнейшие расчёты ведём для первого варианта.