1.7 Выбор трансформаторов на подстанциях

.

Если на подстанции один трансформатор то мощность определяют

.

Коэффициент загрузки для двухтрансформаторной подстанции, в нормальном режиме, определяется

в послеаварийном режиме

Коэффициент загрузки для однотрансформаторной подстанции определяется

Выбор трансформаторов на подстанции 2.

Выбираем ближайшее большее значение для , выбираем трансформатор 2хТДН-10000/110, [1, табл. 6.9].

Выбор трансформаторов на подстанции 3.

Выбираем ближайшее большее значение для , выбираем трансформатор 2хТДН-10000/110.

Выбор трансформаторов на подстанции 4.

Выбираем ближайшее большее значение для , выбираем трансформатор 2хТДН-10000/110.

Выбор трансформаторов на подстанции 5.

Выбираем ближайшее большее значение для , выбираем трансформатор ТДН-10000/110.

Выбранные мощности трансформаторов для каждой подстанции входят в пределы допустимой перегрузки в послеаварийном режиме.

Сведём в таблицу параметры выбранных нами трансформаторов для каждой подстанции (таблица 8)

Таблица 8 – Паспортные данные трансформаторов

№ п/ст	Тип трансформатора	Кол. транс			Тип РПН	, кВт	, кВт	, %	, %
			ВН	НН
2,3,4	ТДН-10000/110	2	115	11	9 1,78%	14	60	0,7	10,5
5	ТДН-10000/110	1	115	11	9 1,78%	14	60	0,7	10,5

Параметры трансформаторов рассчитываются по следующим формулам:

;

Все расчётные данные сведём в таблицу 9

Таблица 9 – Расчетные данные трансформаторов, [1, табл. 6.9].

№ п/ст	Тип трансформатора	Кол. транс	, Ом	, квар	, Ом	, МВА
2,3,4	ТДН-10000/110	2	7,95+j139	70	3,975+j69,5	2,118-j10,586
5	ТДН-10000/110	1	7,95+j139	70	7,95+j139	1,059-j5,293

1.8 Определение ущерба от перерыва в электроснабжении

Электроснабжение потребителя III категории может осуществляться как по нерезервированным схемам, так и по резервированным. Надёжность в первом случае заметно ниже, чем при резервированной схеме электроснабжения. Немаловажным критерием сравнения этих двух вариантов служит народно-хозяйственный ущерб от перерыва (недоотпуска) электроэнергии потребителям, а так же затраты на строительство, эксплуатацию и недоотпуск электроэнергии потребителям в случае отказа какого-либо элемента сети. Для определения возможности использования одного трансформатора вместо двух воспользуемся методом приведённых затрат.

Приведенные затраты:

,

где - нормативный коэффициент сравнительной эффективности капиталовложения.

,

где - период окупаемости сооружения подстанции,

лет.

- капиталовложение в сооружение подстанции;

и – суммарные эксплуатационные издержки;

У – народно-хозяйственный ущерб.

Рисунок 14 - Нерезервированная (а) и резервированная (б)

замкнутая сеть

Проанализируем два варианта схемы электроснабжения потребителя III категории (подстанция 5): нерезервированную схему – тип РУ мостик с одним трансформатором (рисунок 14, а) и резервированную схему – тип РУ мостик с двумя трансформаторами (рисунок 14, б)

Параметры воздушной линии и трансформатора для нерезервированной сети выбраны нами ранее (см. таблицы 7 и 9).

Выберем трансформаторы для резервированной схемы.

Выбираем трансформатор ТДН – 10000/110

Определяем коэффициент загрузки трансформаторов в нормальном режиме

Определяем коэффициент загрузки трансформаторов в послеаварийном режиме

Основные параметры трансформатора ТДН–10000/110 приведены в таблице 9.

Определим капиталовложение в сооружение нерезервированной и резервированной сетей.

Капиталовложение в подстанции

Отсюда получаем

Ежегодные эксплуатационные издержки

Отчисления на амортизацию, ремонт и обслуживание:

– для подстанций

;

.

Издержки, идущие на покрытие потерь электроэнергии

где и – суммарные потери электроэнергии, соответственно зависящие и независящие от нагрузки; и – стоимости 1 МВтч потерь, определяемые по [2, рис. 2.8].

,

где τ – время максимальных потерь. Определяется по эмпирической формуле

активные нагрузочные потери в трансформаторах.

,

где – номинальные (табличные) потери холостого хода, МВт.

;

.

- Нерезервированная сеть

;

;

;

- Резервированная сеть

;

;

;

;

Определим величину народно-хозяйственного ущерба

где – удельный народно-хозяйственный ущерб, стоимость 1 кВт∙ч недоотпущенной энергии электропотребителям

тыс. руб./МВт∙ч

Недоотпущенная электроэнергия по причине прекращения электроснабжения в результате аварийного простоя

,

где - вероятность перерыва в электроснабжении потребителей

Для нерезервированной сети равна сумме вероятностей аварийных простоев выключателя, трансформатора.

– вероятность аварийного отказа выключателя:

– вероятность аварийного отказа трансформатора:

,

где  – среднее количество отказов данного элемента в год [4, табл. 5.1];

– средняя продолжительность аварийного ремонта, лет/отказ [4, табл. 5.2].

Отсюда получаем для нерезервированной схемы:

Для резервированной сети равна

– вероятность аварийного отказа выключателя:

– вероятность аварийного отказа трансформатора:

Вероятность перерыва в электроснабжении потребителей для резервированной схемы отсюда равна:

;

.

В этом случае ущерб, причиненный народному хозяйству, для двух видов схем

В итоге получаем:

;

.

Вывод - Из сравнения экономических показателей, рассмотренных вариантов сети видно, что резервированная схема лучше. Поэтому отдаём предпочтение ей, так как она обладает более высокой надёжность электроснабжения. Таким образом, устанавливаем на подстанции 5 два трансформатора ТДН–10000/110, параметры которого приведены в таблице 9.