Технические данные двухобмоточных трансформаторов с РПН.

Министерство образования и науки Российской Федерации

Государственное образовательное учреждение

 высшего профессионального образования

«ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ УПРАВЛЕНИЯ»

Специальность: Менеджмент организации

Форма обучения: Очная

Курсовая работа

по дисциплине:

 «Технология передачи и распределения электроэнергии»

Вариант 19.

Выполнил:

Студент 2 курса 1 группы                                                 А.Стороженко

Исходные данные к проекту подстанции.                                                               Вариант № 19.

Москва 2011г.

Выбор числа и мощности трансформаторов для главной понизительной подстанции (ГПП).

Исходными данными для определения номинальной мощности трансформаторов является максимальная нагрузка потребителей в мегавольтамперах (МВА).

Таблица№1

Технические данные двухобмоточных трансформаторов с РПН.

Тип трансформато­ра	Sном, КВА	Верхний предел номин.напряж., КВ		Потери, КВТ		Uкз %	Ixx %	Расчетная стои­мость трансформатора К, тыс. руб.
		В.Н.	Н.Н.
ТРДН	40000	230	11/11	50	170	11,5	0,6	145
ТРДН	63000	230	11/11	70	265	11,5	0,8	172

   а) Нагрузочная способность трансформаторов

   Трансформатор допускает перегрузку на 40% сверх номинальной мощности. Такая перегрузка разрешается не более 5-ти суток при максимуме нагрузки не более 6-ти часов в сутки при условии , что коэффициент заполнения суточного графика нагрузки

40000*1,4=56000 > 55000 – выдерживает нагрузку

63000*1,4=88200 > 55000 – выдерживает нагрузку

   =6ч                   условия подходят для аварийной нагрузки.

=0,583<0,75

   б)Определение потерь мощности и энергии в трансформаторах.

       Потери активной мощности в работающем трансформаторе равны:

ΔР=ΔР_xx+ ΔР_к.з.β²  [КВт]

где ΔР_xx - потери активной мощности в режиме холостого хода или потери в стали сердечника;

ΔР_к.з. - потери активной мощности в обмотках трансформатора

при номинальной нагрузке

β- коэффициент нагрузки трансформатора

где S_ном - номинальная мощность трансформатора ;

S_нагр. - нагрузка трансформатора из графика нагрузки.

1) Потери при работе одного трансформатора ТРДН  S_ном=40000КВА

S_нагр= 6МВА

ΔР= 50+170*(6000/40000 )²=53,825КВА

S_нагр= 12МВА

ΔР= 50+170*(12000/40000 )²=65.3КВА

S_нагр= 35МВА

ΔР= 50+170*(35000/40000 )²=180.16КВА

S_нагр= 47МВА

ΔР= 50+170*(47000/40000 )²=284.71КВА

S_нагр= 59МВА

ΔР= 50+170*(59000/40000 )²=419.86КВА

При работе двух трансформаторов суммарные потери определяются по формуле:

2)  Потери при работе двух трансформаторов ТРДН S_ном=40000КВА

S_нагр= 6МВА

ΔР= 100+85*(6000/40000 )²=101.91КВА

S_нагр= 12МВА

ΔР= 100+85*(12000/40000 )²=107.65КВА

S_нагр= 35МВА

ΔР= 100+85*(35000/40000 )²=165.08КВА

S_нагр= 6МВА

ΔР= 100+85*(47000/40000 )²=217.35КВА

S_нагр= 6МВА

ΔР= 100+85*(59000/40000 )²=284.93КВА

3) Потери при работе одного трансформатора ТРДН S_ном=63000КВА

S_нагр= 6МВА

ΔР= 70+265*(6000/63000 )²=72.4КВА

S_нагр= 12МВА

ΔР= 70+265*(12000/63000 )²=79.61КВА

S_нагр= 35МВА

ΔР= 70+265*(35000/63000 )²=151.79КВА

S_нагр= 47МВА

ΔР= 70+265*(47000/63000 )²=217.49КВА

S_нагр= 59МВА

ΔР= 70+265*(59000/63000 )²=302.42КВА

4) Потери при работе двух трансформаторов ТРДН S_ном=63000КВА

S_нагр= 6МВА

ΔР= 140+132.5*(6000/63000 )²=141.2КВА

S_нагр= 12МВА

ΔР= 140+132.5*(12000/63000 )²=144.81КВА

S_нагр= 35МВА

ΔР= 140+132.5*(35000/63000 )²=180.89КВА

S_нагр= 47МВА

ΔР= 140+132.5*(47000/63000 )²=213.74КВА

S_нагр= 59МВА

ΔР= 140+132.5*(59000/63000 )²=256.2КВА

В зависимости от соотношения потерь ΔР_xx, и ΔР_к.з при различной на­грузке потребителя режим работы одного трансформатора на двухтрансформаторной подстанции может оказаться выгоднее, чем двух. Значение мощности, при которой потери в одном и двух трансформаторах будут равны, назы­вается критической мощностью S_кр. Аналитически ее можно определить по выражению:

    = =30.67          [МВА]

 = =45.79            [МВА]

где n - число параллельно работающих трансформаторов. Это же можно подтвердить графически (рис. 1,2).

нагрузке подстанции меньше критической (S_нагр<S_кр) для уменьше­ния потерь целесообразно отключать один трансформатор. Если S_нагр> S_кр - целесообразна работа двух трансформаторов.

а) потери энергии в стали трансформатора

ΔЭ_ст =ΔР_xx t_i+ 2ΔР_xx(8760-t_i)

ΔЭ_ст40 =50*5246+2*50(8760 – 5246) = 613700[КВт]*ч

ΔЭ_ст63 =70*5748+2*140(8760 – 5748) = 824040[КВт]*ч

б) потери энергии в обмотках трансформатора

ΔЭ _м = ΔР_м1t₁+ ΔР_м2 t₂ +…+ΔР_мnt_n ,    

где значения ΔР_м, ΔР_м2 … ΔР_мn определены для различных нагрузок S₁ , S₂ ... S_n из годового графика для соответствующих ступеней времени t₁ ,t₂ ... t_n

ΔЭ _{м40              1 тр-р                                                                               2 тр-ра}

=53.825*2736+65.3*2510+165.07*502+217.35*1506+284.92*1506=1150451.96

[КВт]*ч

ΔЭ _{м63                            1 тр-р                                                                        2 тр-ра}

=72.4*2736+79.61*2510+151.79*502+213.74*1506+256,2*1506=118135.72

[КВт]*ч*

в) определение экономической эффективности различных вариантов.

Для выбора оптимального варианта необходимо определить совокуп­ные затраты при установке трансформаторов различной мощности.

Для I варианта:

З_I = 0,15К_I+ И_постI + И_перI,               |тыс. руб.|

где 0,15 - заданный уровень рентабельности капитальных затрат (обычно принимаются от 10% до 15% от К);

К₁- капитальные затраты по 1-му варианту |тыс. руб.|;

И_пост1 - условно постоянная часть эксплуатационных затрат, включая амортиза­цию и прочие трудозатраты (принимается от 5% от капитальных затрат) |тыс. руб. |;

И_пер1 - переменная составляющая эксплуатационных затрат, идущая на возме­щение стоимости потерь электроэнергии

И_пер1= ΔЭ_год1 T_э                                 |тыс.руб.| 

где ΔЭ_год1 - годовые потери энергии для данного варианта |КВт*ч|;

T_э - тариф на электроэнергию, принимаемый в соответствии с существующим на данный момент для промышленных предприятий [Коп/ КВт*ч]. T_э = 85 [Коп/ КВт*ч]

З_I = 0,15*145*2+0,05*145*2+1782161,96*0,00085=1572,83|тыс.руб.|  

Для II варианта:

З_II = 0,15К_II + И_постII + И_перII           |тыс. руб| 

З_I = 0,15*172*2+0,05*172*2+1623741,6*0,00085=1773.79|тыс.руб.|    

Если в результате расчета окажется З_I  < З_II, то экономически целесооб­разным считается первый вариант, при З_II, < З_I - то второй. Если З_I = З_II, вари­анты равноэкономичны. К установке целесообразно принять вариант с транс­форматором большей мощности, предполагая в дальнейшем рост нагрузок предприятия. Т.е. применяем трансформатор мощностью 63 МВА.

Вывод: Поскольку оба трансформатора удовлетворяют условиям эксплуатации, но

Затраты на ТРДН S_ном=63МВА, больше чем на 200 тыс.руб., то выгоднее установить ТРДН S_ном=40МВА.