Выбор числа и мощности силовых трансформаторов на проектируемой подстанции

На проектируемой ПС установлены два трёхобмоточных трансформатора на высшее напряжение 220 кВ.

Номинальная мощность трансформаторов выбрана исходя из условия параллельной работы и условия перегрузки в случае отказа одного из трансформаторов:

(3.1).

(3.2).

где Smax — мощность проектируемой ПС в режиме наибольших нагрузок, Кном — коэффициент нагрузки трансформатора в номинальном режиме; nтр — количество трансформаторов на ПС; S (I, II) — суммарная мощность приёмников I и II категории, подключённых к ПС; Кав — коэффициент принятой допустимой аварийной перегрузки.

Согласно [1], если нагрузка в доаварийном режиме не превышала 93% номинальной, а длительность максимума нагрузки не превосходит 6 часов в сутки (рисунок 1), аварийная длительная перегрузка силовых масляных трансформаторов в течение не более 5 суток допускается на 40%.

Sном?25/0,93/2=13,44 (МВА);

Sном?17,5/1,4=12,5 (МВА).

Для класса напряжения 220 кВ меньший по мощности трансформатор ТДТН-25 000/220/35/10 с большим запасом проходит критерии выбора, поэтому сравнивать его с трансформатором большей мощности не нужно.

Годовые потери в трансформаторе рассчитаны по формуле:

(3.3).

где Sном — номинальная мощность трансформатора, Smax — наибольшая за год мощность соответствующей обмотки.

; (3.4).

(3.5).

где и — приведённые потери холостого хода и короткого замыкания соответствующей обмотки трансформатора; фнб — время наибольших потерь соответствующей обмотки трансформатора (таблица 2.1).

Параметры трансформаторов приняты по [2]:

Sном = 25 000 кВА, ?Pхх = 50 кВт, ?Pкз (в-н) = 135 кВт, ?Qхх = 300 квар, uкз%(в-с) = 12,5%, uкз%(в-н) = 20%, uкз%(с-н) = 6,5%.

По формуле (3.6) рассчитаны реактивные потери короткого замыкания.

Qкз=Sном· Uкз/100, (3.6).

где Qкз (В-С)=3,125 Мвар; Qкз (В-Н)=5 Мвар; Qкз (С-Н)=1,625 Мвар.

• ?P'кз (В-С) = 135+0,08•3125=385 кВт;
• ?P'кз (С-Н) = 265 кВт;
• ?P'кз (В-Н) = 535 кВт;
• ?P'хх = 50+0,08•300=74 кВт.
• ?Wгод= 3 506 173,278 кВт•ч.

Для выбранного трансформатора рассчитан чистый дисконтированный доход:

ЧДД=УПtбt-K, (3.7).

где Пt — прибыль от использования проекта на t-ом году (доход за вычетом всех издержек, налогов и сборов), бt — коэффициент дисконтирования на t-ом году (величина, обратно зависимая от нормы дохода на капитал), K — сумма дисконтированных незаёмных капиталовложений в проект.

Стоимость оборудования принята по [3] с учётом коэффициента удорожания для 2015 года По [3] стоимость двух трансформаторов ТДТН-25 000/220/35/10 будет составлять 36 млн. рублей. Горизонт расчёта принят равным 13 годам (включая 5 лет c момента ввода ПС в эксплуатацию). Капиталовложения приняты полностью незаёмными и разделены на 3 года строительства, в течение которых ПС не функционирует. Средняя рентабельность производства ПС с трансформаторами на 25 МВА определена по формуле:

(3.8).

где ?ПВ — валовая прибыль за определённый промежуток расчётного периода; ?КП — стоимость производственных фондов за определённый промежуток расчётного периода; t — расчётный период (период эксплуатации ПС, входящий в горизонт расчёта).

РПЗ.%= 60,84%.

Средняя рентабельность продукции ПС с трансформаторами на 25 МВА определена по формуле:

(3.9).

где ?ПЧ — чистая прибыль от реализации на t-году.

РПД.%= 123,87%.

Такая высокая рентабельность объясняется учетом только капиталовложений в трансформаторы. Остальное оборудование не учтено.

Рост ЧДД варианта по годам отображён графически на рисунке 3.1, рассчитанные технико-экономические показатели занесены в таблицу 3.1.

Рисунок 3.1 — ЧДД трансформатора за 13 лет с начала строительства ПС.

Таблица 3.1 — Технико-экономические показатели выбранных трансформаторов.

Т.к. выбранные трансформатор имеет большой запас по номинальной мощности, проводить проверку на максимально допустимые систематические нагрузки и аварийные перегрузки нецелесообразно.