Выбор трансформаторов с технико-экономическим обоснованием

 

Подстанции предприятий выбираются по требуемой надежности электроснабжения и минимуму затрат. Местоположение подстанций определяется при помощи расчетов по картограмме электрических нагрузок. Методика расчетов центров электрических нагрузок приведена в учебнике «Коновалов-Рожков»

Номинальные мощности трансформаторов до 1000 кВА:

100; 160; 250; 400; 630; 1000 кВА

U_{ном.выс.напр.}= 6; 10; 110; 220 кВ

U_{ном.низ.напр.}= 0,66; 35

ТМ-630-10 – номинальное напряжение, кВ

номинальная мощность, кВА

марка трансформатора

Рекомендованные коэффициенты загрузки трансформаторов в нормальном режиме не должен превышать 0,75%

Кз= (5.1)

На время ликвидации аварии допускается перегрузка до 40%.Как правило, для обеспечения надежности электроснабжения отдается предпочтение подстанции с двумя трансформаторами. Необходимо учитывать перспективы развития электрической установки, т.е. иметь резервные мощности, так как рекомендованное число трансформаторов подстанции 2, а при выводе из строя одного вся нагрузка первой категории потребителей будет обеспечиваться одним трансформатором, то трансформаторы должны также проверяться и по аварийной мощности.

 

 

Расчет ведется аналогично практической работе №4

 

Расчет:

1. Определяем полную номинальную мощность:

(4.1)

где n – количество трансформаторов.

;

2. По справочнику[5] табл.27.6 стр 47 или см.приложение таблица43 выбираем два варианта трансформаторов и заносим данные в таблицу17 2.1 Smax, кВА

2.2 Sн.т1, Sн.т2; кВА

2.3 n – количество трансформаторов

2.4 i₀₁%, i₀₂%

2.5 αа %, αр% - амортизационные и ремонтные отчисления [4] табл.4.1 стр.52 или см.приложение таблица35

2.6 Uк%1, Uк%2

ТМ- 160, ТМ- 250

 

3. Определяем полную аварийную мощность Sав:

 

Sав=1,4 Sн (n- 1),кВА (4.2)

 

Sав1= 1,4 160 1= 224 кВА

Sав2= 1,4 250 1= 350 кВА

 

4. Определяем коэффициент загрузки β:

(4.3)

 

β≤0,65÷0,75.

 

5. Определяем по справочнику [5] табл.27.6 стр47 или см.приложение таблица43 потери активной мощности х.х. и к.з. ( Рхх, Ркз):

Таблица 16- Потери

Uн	160кВА	250кВА
i0	2,4%	2,3%
Uкз	4,5%	4,5%
Рхх	510Вт	740Вт
Ркз	2650Вт	3700Вт
Uвн	6кВ	6кВ
Кспр	550руб.	750руб.
Y/Yн-0		Y/Yн-0

 

6. Определяем потери активной мощности трансформатора:

(4.4)

 

7. Определяем потери реактивной мощности х.х. и к.з. Qхх, Qкз)

(4.5)

 

(4.6)

 

 

8. Определяем потери реактивной мощности в трансформаторах:

(4.7)

 

9. Определяем время максимальных потерь:

(4.8)

где Tmax – время использования максимальной нагрузки в год.

где Tmax – время использования максимальной нагрузки в год.

Время использования максимума нагрузки Тmax определяется характером нагрузки потребителей отдельных отраслей промышленности и принимается:

для металлургической промышленности-до 6500 ч;

для химической – до6000 ч;

для горнорудной – до 5000 ч;

для машиностроительной – до 4000 ч. [1] стр. 63

 

Тmax=5800 час

10. Определяем активные потери электроэнергии:

(4.9)

 

11.Определяем реактивные потери электроэнергии:

 

(4.10)

 

12. Определяем потери электрической энергии:

(4.11)

где K_п – коэффициент приведения потерь, K_п=0,06.

13. Определяем издержки на потерю электроэнергии:

(4.12)

где C – стоимость 1 кВт×час (по указанию преподавателя)

14. Определяем капитальные затраты:

 

(4.13)

К_инф- коэффициент инфляции

 

К_{спр –}стоимость трансформатора в руб. (по справочнику [5] табл.27.6 стр47 или см.приложение таблица43)

 

 

15. Определяем амортизационные издержки и издержки на ремонт:

(4.14)

где – норма амортизационных отчислений; – норма ремонтных отчислений.

16. Определяем ущерб от недовыдачи продукции (эл.энергии) Рн:

(4.15)

(4.16)

Р_см- среднесменная мощность

-ущерб есть,

- ущерба нет

, (4.17)

где t_р =100 час – время ремонта одного тр-ра,

ω=0,1 – коэффициент потока отказов

,

(4.18)

где У₀ = 5руб –удельный убыток энергии(или принимать по указанию преподавателя)

17. Определяем приведённые годовые затраты:

, (4.19)

где Е_н=0,12¸0,15 – нормативный коэффициент эффективности,

Данные расчета заносим в таблицу 17

Таблица 17 - Выбор типа, числа и мощности силовых трансформаторов

№	Обозначение	Единицы измерения	I вариант	II вариант
	Sрmax	кВА
	Sнт	кВА
	n	шт.
	β		0,63	0,4
	Sав	кВА
	i0	%	2,4	2,3
	Uкз	%	4,5	4,5
	ΔPт	кВт	1,6	1,8
	ΔQт	кВАр		12,5
	Tmax	ч
	τ		4341,6	4341,6
	ΔWа	кВт×ч	6946,6
	ΔWр	кВАр×ч	39074,4
	ΔW	кВт×ч	9291,1
	K	руб.
	И1	руб.	1319,3
	αа+αр	%	10,3	10,3
	И2,3	руб.
	У	руб.	206,8	―
	Затраты	руб.	82974,8

 

Принимаем I вариант с трансформатором ТМ-630/6-10/0,4, т.к. он более выгоден.