Выбор трансформаторов собственных нужд

 

Номинальная мощность рабочих трансформаторов собственных нужд каждого блока определяется расходом электроэнергии на собственные нужды блока по выражению:

МВА,

где -коэффициент спроса; -коэффициент максимальной нагрузки собственных нужд в % от установленной мощности (дается в задании), для КЭС =0,85 0,9.

Мощность каждого резервного трансформатора должна обеспечивать замену рабочего трансформатора с.н. одного блока и одновременный пуск или остановку другого блока.

Мощность пуско - резервного трансформатора собственных нужд при отсутствии генераторных выключателей выбирается по стандартной шкале мощностей на ступень выше, чем мощность наибольшего из рабочих трансформаторов собственных нужд, т.к. он должен обеспечивать замену рабочего ТСН одного блока и одновременный пуск или остановку другого блока.

При наличии генераторных выключателей (энергоблоки 800 МВТ и 1000 МВт) мощность резервного ТСН должна быть достаточной для замены рабочего ТСН одного блока.

В этом случае

Число резервных трансформаторов с.н. на КЭС с блоками 160 МВт и выше принимается:

а) при числе блоков 1 или 2-1 резервный трансформатор;

б) при числе блоков от 3 до 6 включительно – 2 резервных трансформатора;

в) при числе блоков 7 и более -2 резервных трансформатора, присоединенные к источнику питания, и третий резервный трансформатор-генераторного напряжения, не присоединенный к источнику питания, но установленный на фундаменте и готовый к перекатке.

Приняты к установке (генераторные выключатели отсутствуют):

-рабочие трансформаторы собственных нужд блоков ТРДНС–32000/20, напряжения 20/6,3 – 6,3 кВ; Δ ; Δ ;%; ; ; Ом; Ом (сопротивления приведены к U=35кВ);

- пуско - резервные трансформаторы собственных нужд, подключены к РУ СН, тип ТРДНС–40000/220, напряжения 230/6,3–6,3 кВ; Δ кВт;

Δ кВт; %; ; Ом; Ом (сопротивления приведены к U=230 кВ).

 

Технико-экономическое сравнение вариантов структурных схем КЭС

Экономическая целесообразность вариантов структурных схем без учета дисконтирования затрат и экономического ущерба от ненадежности работы электроустановки определяется минимумом суммарных приведенных затрат (что допускается в курсовом проекте):

,

где i-номер варианта схемы;

-капиталовложения на сооружение электроустановки, млн. руб.; определяются по укрупненным показателям стоимости элементов схемы;

- годовые эксплуатационные издержки, млн. руб., определяемые без учета амортизационных отчислений

,

где =аK –отчисления на капитальный ремонт;

а=0,029-норма отчислений на капитальный ремонт;

-отчисления на обслуживание;

b=0,03 нормы отчислений на обслуживание. Для силового электротехнического оборудования напряжением до 220 кВ b=0,03; напряжением 220кВ и выше b=0,02;

-затраты на возмещение потерь в силовых трансформаторов блоков и автотрансформаторах связи.

Указанные затраты вычисляются по выражению:


= ’ΔW’+ ”ΔW”,

 

 

Рис.3 Зависимость продолжительности максимальны потерь τ от продолжительности использования максимальной нагрузки

 

где ’, ” - стоимости 1кВт ч составляющих потерь электроэнергии, определяемых в зависимости от режима работы ( ,τ)и места сооружения объекта.

ΔW’ ,ΔW”- потери, зависящие от нагрузки и не зависящие от нее, соответственно.

В курсовом проекте при ≥6500 час. можно принять ’= ”=Ц, где Ц - тариф на электроэнергию; ΔW’ +ΔW”=ΔW-суммарные потери электроэнергии.

Потери электроэнергии в двухобмоточном трансформаторе определяют по формуле, кВт ч,

Δ = Δ T+ Δ τ,

где Δ -потери мощности холостого хода, кВт;

Т-продолжительность работы трансформатора (обычно принимают Т=8760ч.);

Δ -потери мощности короткого замыкания, кВт;

-расчетная (максимальная) нагрузка трансформатора, МВА; - номинальная мощность трансформатора МВА;

τ – продолжительность (время) максимальных потерь; определяется по кривым рис. 3 в зависимости от продолжительности использования максимальной нагрузки .

Величина приведена в задании на курсовой проект.


Если автотрансформаторы связи не имеют нагрузки на стороне низшего напряжения, то потери энергии в них вычисляются по выражению


Δ =nΔ T+nΔ τ,

где n-число работающих АТ(трехфазных или однофазных);

-номинальная мощность трехфазного или однофазного АТ; -переток мощности через АТ со стороны СН на сторону ВН илинаоборот в нормальном максимальном режиме.

Элементы, повторяющиеся в вариантах, не учитываются. Например, в обоих вариантах не учитываются генераторы, так как их число одинаково в обоих вариантах. Не учитываются два блока, подключенные к шинам 220кВ и три блока, подключенные к шинам 500 кВ.

В соответствии с изложенным, в первом варианте структурной схемы отличающимися элементами являются:

- силовой двухобмоточный трансформатор ТЦ-630000/500. Стоимость ячейки трансформатора Кт – 48,96 млн. руб.;

- два трехфазных автотрансформатора АТДЦТН-500000/500/220. Стоимость ячейки АТ равна - 44 млн. руб.

 

Во втором варианте структурной схемы отличающимися элементами являются:

- силовой двухобмоточный трансформатор ТЦ-630000/220. Стоимость ячейки трансформатора Кт – 48,96 млн. руб.;

- 3 однофазных АТ типа АОДЦТН-267000/500/230/10,5 с дополнительным однофазным АТ в качестве резервной фазы. Стоимость ячейки АТ с резервной фазой равна =105 млн. руб.

 

Суммарные капиталовложения в блочный трансформатор и два трехфазных автотрансформаторов связи составляют:

( )=48,96+2×44=136,96 млн. руб.

Суммарные капиталовложения в силовые трансформаторы и автотрансформаторы первого варианта структурной схемы (без учета стоимости выключателей), приведенные к одному году эксплуатации, равны:

( )=0,12(48,96+2×44)=16,435 млн. руб.

Затраты на капитальный ремонт

=а× =0,029×136,96 =3,972 млн.руб.

Затраты на обслуживание

=b× 0,02×136,96 =2,739 млн. руб.

Во втором варианте структурной схемы отличающимися элементами являются:

- силовой двухобмоточный трансформатор ТЦ-630000/220. Стоимость ячейки трансформатора = 39 млн. руб.;

- 3 однофазных АТ типа АОДЦТН-267000/500/230/10,5 с дополнительным однофазным АТ в качестве резервной фазы. Стоимость указанной группы 105 млн. руб.

Суммарные капиталовложения в силовые трансформаторы и автотрансформаторы второго варианта структурной схемы (учета стоимости выключателей) равны

( )= 39+105 = 144 млн. руб.

Те же затраты, приведенные к одному году эксплуатации, вычисленные аналогичным образом, равны

( )=0,12(39+105)=17,28 млн. руб.

Затраты на капитальный ремонт

=а× =0,029×144 =4,176 млн. руб.

Затраты на обслуживание

=b× 0,02×144 =2,86 млн. руб.

Расчет годовых потерь электроэнергии в силовом трансформаторе блока и автотрансформаторах связи

Первый вариант структурной схемы КЭС

Потери электроэнергии в трансформаторе блока

Δ =Δ + Δ τ,

где = =553,004МВА; τ»4400ч. (по рис. 3 при =6000ч., cosj=0,9).

Подставим числовые значения:

Δ =470×8760+1210× ×4400=8219368 кВт×ч.

Потери электроэнергии в автотрансформаторах связи

Δ nΔ T+nΔ ×220×8760+2×1050× ×4400= =3977877 кВт×ч.

Суммарные потери электроэнергии

Δ Δ +Δ =8219368 +3977877=12197245 кВт×ч.

Затраты на возмещение потерь электроэнергии по варианту 1

 

=Ц×Δ ×12197245 43,9 млн. руб.,

 

где Ц=3,6 руб/кВт×ч-тариф на электроэнергию.

Суммарные приведенные затраты без учета выключателей по варианту 1:

= + + + =(16,435 +3,972 +2,739 +43,9)× руб.= =67,046× руб.

Второй вариант структурной схемы КЭС

Потери электроэнергии в трансформаторе блока

Δ = Δ + Δ τ,

где = =553,004МВА; τ»4400ч. (по рис. 3 при =6000ч., cosj=0,9).

Подставим числовые значения:

Δ =380×8760+1200× ×4400=7397066кВт×ч.

Потери электроэнергии в трехфазной группе автотрансформаторов связи

Δ nΔ T+nΔ ×125×8760+3×470× ×4400= =8500113 кВт×ч.

Суммарные потери электроэнергии

Δ Δ + Δ =7397066+8500113 =15897179кВт×ч.

Затраты на возмещение потерь электроэнергии по варианту 2

=Ц×Δ ×15897179 57229844,4 руб.,

где Ц=3,6 руб/кВт×ч - тариф на электроэнергию.

Суммарные приведенные затраты без учета выключателей по варианту 2:

= + + + =(17,28 +4,176 +2,739 +57,22)× руб.= =81,415× руб.