Сравнение генераторов по отличающимся элементам – автотрансформаторам

Типы и число  генераторов одинаковое, поэтому сравнение вариантов производится  только по отличающимся элементам – автотрансформаторам (АТ).

Рассматривается режим  максимальных летних нагрузок, когда ведется плановый ремонт одного блока, работающего на РУ СН, и аварийно отключился второй блок, также работающий на РУ СН:

 (МВА)

 (МВА)

 (МВА)

Рассматривая этот режим, иногда приходится завышать мощность автотрансформаторов связи:

 (МВА)

Выбираем 2 х АТДЦН – 400000/330/150 (вариант 2) [2, табл.3.8]

Эффективность установки более мощных автотрансформаторов связи    (вариант 2), в сравнении с  указанными в задании (вариант 1), можно оценить по разнице расчетных затрат, определяемых так:

∆З_2-1 = (К₂ - К₁)Е_н + (И₂ – И₁) – (У_НЭ1 –У_НЭ2),

Где:

 К₁, К₂ - капитальные затраты (расчетные стоимости АТ связи) по вариантам 1 и 2 соответственно;

Е_н – норма прибыли на вложенный капитал или нормативный коэффициент эффективности капиталовложений  Е_Н = 0,15; И₁, И₂ - годовые эксплуатационные издержки по вариантам 1 и 2 соответственно;

У_НЭ1 и У_НЭ2 - ущербы, обусловленные аварийными перерывами электроснабжения по вариантам 1 и 2 соответственно.

Годовые эксплуатационные издержки определяются по формуле:

И _i  = И_оi  +  И _аi  + ΔИ _{пот i}  ,

Где: И_оi- общие годовые эксплуатационные расходы, руб/год;

И _аi – амортизационные отчисления, руб/год;

ΔИ_{пот i} - затраты на возмещение потерь электроэнергии в АТ i- го варианта, руб/год:

ΔИ_{пот i} = Ц·ΔW_потi,

где Ц – рыночная цена электроэнергии в энергосистеме, руб/кВт∙час.

ΔW_{пот i} - годовые потери электроэнергии в АТ, кВт∙час .

Годовые потери электроэнергии в автотрансформаторах связи определяются по следующей формуле:

∆W_{пот i} = 2,

гдеt_раб – время работы автотрансформаторов (АТ) связи в году (t_раб ≈ 8760 час);

 τ_АТ = f(Т_{макс.АТ}) – время наибольших потерь для автотрансформаторов связи, определяется по кривым;

Т_{макс.АТ} =  - продолжительность использования , определяется для режима летних минимальных нагрузок при работе станции с установленной мощностью;

Э_Г = n_сн(Р_г.ном-Р_с.н.)∙Т_{макс..ген} - годовая энергия, вырабатываемая генераторами, работающими на РУ СН, кВт∙час;

Э_Н = ∙Т_{макс.нагр} - годовая энергия, отдаваемая с шин станции потребителям, кВт∙час.

Математическое ожидание экономического ущерба от ненадежности (в дальнейшем – ущерб) от аварии определять по выражению:

УН _i  = ΔW_НЭi · у_0i

где ΔW_НЭi, – математическое ожидание среднегодового недоотпуска электроэнергии (в дальнейшем - недоотпуск электроэнергии) с шин станции, обусловленного аварией на станции (аварийные отключения блоков или отключения трансформаторов и АТ свзи); у_0i, - удельная стоимость ущерба от аварий (удельный ущерб), усредненно учитывающая для варианта i все виды потерь, убытков и т.д., руб/кВт∙час; Удельный ущерб у_0i, в общем случае, зависит от величины теряемой из-за аварии в данном варианте мощности ∆Р_i, МВт.

Недоотпуск электроэнергии при плановом ремонте одного блока и аварийном отключении второго блока и при недостаточной пропускной способности АТ связи определяется по формуле:

ΔW_НЭ1 ;

где  - средний дефицит мощности в сети среднего напряжения при одновременном простое двух блоков, МВт/год;

 - разница между мощностью нагрузки в сети среднего напряжения при потере двух блоков и мощностью оставшихся блоков, работающих на РУ СН;

- пропускная способность АТ связи по активной мощности (вариант 1);

         - сочетание по два из nэлементов (элементы – это блоки, работающие на  шины РУ СН, n = n_сн– число блоков, работающих на РУ СН);

τ_iпл - продолжительность (вероятность) нахожденияi – гоблока в плановом ремонте в долях года, о.е.:

,

где Т_iпл – среднее время одного планового ремонта i – гоблока, ч;

μ_iпл – частота плановых ремонтов  i – гоблока, 1/год;

τ_л – относительная продолжительность летнего (ремонтного) периода в долях года, о.е.;

τ_л = n_л/12, о.е.;  n_л – число летних месяцев в году;

         - время совместного простоя двух блоков, ч;

ω_j – параметр потока отказов j – гоблока, 1/год;

μ_jВ =  –  интенсивность восстановления элемента, (1/год).

Расчётные цены и стоимости берутся на 1 г.

Капитальные вложения: [1,табл.П.1.3]

К₁ = 2 · 31 525 = 63 050 (тыс. руб);

К₂ =2 ·  39 050 = 78 100 (тыс. руб).

Годовые эксплуатационные издержки:

Издержки общие годовые: [3, табл.6.2]

И_о1 = 0,049 · К₁ = 0,049 · 63 050 = 3 089,45 (тыс. руб/год);

И_о2 = 0,049 · К₂ = 0,049 · 78 100 = 3 826,9 (тыс. руб/год).

Издержки на амортизационные отчисления: [3, табл.6.1]

И_а1 = 0,044 · К₁ = 0,044 · 63 050  = 2 774,2  (тыс. руб/год);

И_а2 = 0,044 · К₂ = 0,044 · 78 100 = 3 436,4 (тыс. руб/год).

Издержки на возмещение потерь электроэнергии:

ΔИ_пот.1 = Ц·ΔW_пот.1 = 0,93 · 3 253 000  = 3 025 290 (руб/год) = 3 025,29 (тыс. руб/год);

ΔИ_пот.2 = Ц·ΔW_пот.2 = 0,93 · 1 674 148,26= 3 308 000 (руб/год) = 3 308,00 (тыс. руб/год);

            Где: Ц = 0,93 руб/кВт∙час [3, табл.6.3].

АТДЦТН 250000/330/150

∆W_пот.1 = 2· = 2· =

= 3 253 000  (кВт∙час);

где  (кВт);  (кВт); (ч); 600 (ч) [2, рис.10.1];

Т_{макс.АТ} =  = = (ч);

Э_Г = n_сн·(Р_ген-Р_с.н.)∙Т_{макс..ген} = 7·(200-0,05·200)∙6300 = 8 379 000 (кВт∙час);

Э_Н = ∙Т_{макс.нагр} = 1800∙4900 = 8 820 000 (кВт∙час);

(кВт);

(МВА).

   АТДЦН 400000/330/150

∆W_пот.2 = 2· = 2· =

= 3 308 000 (кВт∙час);

где  (кВт);  (кВт).

Таким образом:

И ₁  = И_о1 + И_а1 + ΔИ_пот.1 = 3 089,45 +2 774,2+3 025,29 = 8 888,94 (тыс. руб/год);

И ₂  = И_о2 + И_а2 + ΔИ_пот.2 = 3 826,9 +3 436,4+3 308,00 = 10 571,13 (тыс. руб/год).

Математическое ожидание экономического ущерба :

УН ₁ = ΔW_НЭ1 · у₀ = 0,022 · 10³ · 11 = 242 (руб/год) = 0,242 (тыс. руб/год);

УН ₂ = ΔW_НЭ2 · у₀ = 0, т.к. ΔW_НЭ2 = 0, т.е.автотрансформаторы связи в варианте 2 выбраны такой мощности, что обеспечивают передачу всей необходимой мощности потребителям.

где ΔW_НЭ1

где  (МВт/год);

;

,

где Т_1пл = 3,2·10^-3·8760 = 28 (ч) – [1, табл.П.3.4];

μ_1пл = 0,5 (1/год) – [1, табл.П.3.2];

ω₂ = 0,015 (1/год) – [1, табл.П.3.1];

τ_л = n_л/12 = 5/12 (о.е);

- время совместного простоя двух блоков, ч:

=

μ_2В = (1/год);

 – [1, табл.П.3.3] ;

у₀ = 11 (руб/кВт·ч) – [1, рис.1].

Оценка эффективности установки более мощного АТ:

∆З_2-1 = (К₂ - К₁)Е_н + (И₂ – И₁) – (У_НЭ1 –У_НЭ2) =

= (78 100 – 63 050)·0,15+(10 571,13 – 8 888,94) – (0,242 – 0) = 3 939,4 (тыс. руб/год).

Вывод: ∆З_2-1 ≥ 0 –  устанавливать более мощный автотрансформатор не целесообразно, поэтому остаётся  1 вариант .

Список использованных источников

1.  Сарапулов Г.А. Надежность электрических станций: Методические указания. – Новосибирск: Изд-во НГТУ,2006.

2.  Неклепаев Б.Н., Крючков И.П. Электрическая часть электростанций и подстанций: Справочные материалы для курсового и дипломного проектирования: Учебное пособие для вузов. – 4 – е изд., перераб. и доп. – М.: Энергоатомиздат, 1989. – 608 с.: ил.

3.  Справочник по проектированию электрических сетей/ под ред. Д.Л. Файбисовича. – 2 – е изд., перераб. и доп. – М.: ЭНАС, 2005.и – 352 с.: ил.