Выбор числа и мощности силовых трансформаторов для подстанции

Правильный выбор числа и мощности трансформаторов на подстанциях промышленных предприятий является одним из основных вопросов рационального построения системы электроснабжения. В нормальных условиях силовые трансформаторы должны обеспечивать питание всех ЭП предприятия. Чтобы выбрать наиболее рациональный вариант электроснабжения необходимо рассмотреть не менее двух вариантов числа и мощности трансформатора, сравнивая их по технико-экономическим показателям. Число трансформаторов определяется в зависимости от категорий потребителей. Большинство промышленных предприятий, по надежности электроснабжения относятся к I или II категории. Поэтому на ГПП необходимо предусмотреть установку 2-х силовых трансформаторов с таким расчетом, чтобы при повреждение одного, оставшийся в работе трансформатор мог обеспечить питанием потребителей I и II категорий. Коэффициент загрузки трансформатора в номинальном режиме определяется по формуле:

  ,                                                             (33)

где S_р* - фактическая нагрузка на трансформаторы, кВА;

   S_тр - номинальная мощность трансформатора, кВА;

   n - число трансформаторов.

Коэффициент загрузки в нормальном режиме должен быть в пределах 0,6÷0,8;

Проверяется установленная мощность трансформатора в аварийном режиме, при отключении одного трансформатора и необходимости обеспечить электроснабжение потребителей I и II – категорий в период максимума с допустимой нагрузкой, по условию:

1,4 S_н.тр ≥ S_р^*  К_I,II ,                                    (34)

где К_I,II - потребители 1 и 2 категорий из общего числа ЭП.

Величина аварийной перегрузки трансформатора допускается до 140% в течение пяти суток, но не более шести часов в сутки, если до возникновения аварии К_з не превышал 0,75.

Критерием экономичности варианта трансформатора служат приведенные затраты (тыс.руб/год):

З = Е_н·К+С ,                                            (35)

где Е_н - нормальный коэффициент эффективности капитальных вложений, равный 0,12;

К - единовременные капитальные вложения, (тыс.руб);

С- ежегодные текущие затраты при нормальной эксплуатации, (тыс.руб/год).

Ежегодные текущие затраты складываются из стоимости потерь С_п и амортизационных отчислений С_а, т.руб.

С = С_п + С_а .                                                  (36)

Стоимость потерь электроэнергии можно определить по формуле, тыс.руб.:

 ,                                                (37)

где  С _по – стоимость электроэнергии по тарифу, руб/кВ*ч;

ΔW_год - потери электроэнергии в трансформаторе в год (8760 ч.) и определяются по формуле, кВт*час:

  ,                     (38)

где n- число трансформаторов;

ΔР_хх, ΔР_кз – паспортные потери мощности холостого хода и короткого замыкания трансформатора, кВт;

К_з- коэффициент загрузки трансформатора в нормальном режиме;

τ_max- время потерь определяемое по эмпирической формуле, час:

  ,                             (39)

где Т_н.max - продолжительность максимальной нагрузки, час.

Определяются амортизационные отчисления, при работе трансформаторов за год, тыс. руб.:

  ,                                      (40)

где С_ао - амортизационные отчисления, для электрооборудования подстанции принимается равной 6,3%;

К  - стоимость трансформаторов, тыс.руб.;

n – количество трансформаторов.

Из сравниваемых вариантов трансформаторов экономически наиболее целесообразен вариант, имеющий наименьшие приведенные затраты. Если приведенные затраты сравниваемых трансформаторов равны или немного отличаются (10%) , то решающее значение имеют технические показатели и в первую очередь более высокая надежность электроснабжения.

Определяются приведённые годовые затраты для каждой марки трансформатора, тыс.руб:

З_год=Е_н·n·К+С ,                                                         (41)

где Е_н - коэффициент ежегодных нормативных отчислений, принимается равным 0,12.