Разработка главной схемы электрических соединений подстанции и выбор основного оборудования

1. Разработка главной схемы электрических соединений подстанции и выбор основного оборудования

К основному электрическому оборудованию подстанций относятся трансформаторы. Их количество выбираются в зависимости от типа, мощности и схемы подстанции, мощности энергосистемы и других условий.

В данном случае мы имеем распределительную подстанцию мощностью 50 МВт. Напряжение на высшей стороне — 110 кВ, на низшей — 10 кВ. В связи с этим на подстанции устанавливаем два трансформатора. Мощность каждого выбираем по суммарной нагрузке потребителей с учётом аварийной перегрузки(1.4 S_н). Задавшись cosφ = = 0.9 получим

 МВА.                    (1.1)

Выбор структурной схемы подстанции производим на основании технико-экономического сравнения двух вариантов схем, представлен-ных на рис.1.1 а) и 1.1б). Они отличаются только силовыми трансформаторами. Исходя из рассчитанной в (1.1) мощности, для варианта схемы а) выбираем трансформатор типа ТРДН – 40000 / 110, а для варианта б) — трансформатор изготовленный по спецзаказу типа ТДН – 40000 / 110. Параметры трансформаторов сведены в табл. 1.1. РУ ВН в обоих случаях выполнены по схеме мостика с отделителями в цепях трансформаторов. РУ НН выполнено по схеме с двумя и одной секционированной системой сборных шин для вариантов а) и б) соответственно.

                                     Таблица 1.1

Экономически целесообразный вариант определяется минимумом приведенных затрат:

   3_i = Р_н∙К_i + И_i ,                                   (1.2)

где i = 1,2 - номера вариантов;

К - капиталовложения на сооружение электроустановки, тыс.руб.

Р - нормативный коэффициент экономической эффективности капиталовложений, равный 0.125;

И - годовые эксплуатационные издержки;

Капиталовложения К определяем по укрупненным показателям стоимости трансформаторов:

К = 2К_тр;                                          (1.3)

К = 288 = 176 тыс. руб. — вариант а);

К = 288 = 176 тыс. руб. — вариант б).

Потери энергии, кВт.час, в двухобмоточном трансформаторе:

,                        (1.4)

где ∆Р_х - потери холостого хода, кВт;

∆Р_к.з. - потери короткого замыкания, кВт;

S_м - номинальная мощность трансформатора, МВА;

S_н - максимальная нагрузка трансформатора, МВА;

Т - число часов работы трансформатора, Т = 8760 час.;

 - число часов максимальных потерь, =3500 час.

кВт.ч. — вариант а);

 кВт.ч. — вариант б).

Годовые эксплуатационные издержки   складываются из ежегодных эксплуатационных расходов на амортизацию оборудования И_а и расходов, связанных с потерями энергии в трансформаторах РУ:

,                    (1.5)

где Р_а и Р_о отчисления на амортизацию и обслуживание, %.

Для трансформаторов напряжением 110 / 10 кВ Р_а =6.3 %; Р_о = 2 %;

∆Э - потери энергии в кВт.час;

β - стоимость 1 кВт.час потерянной энергии,равная 0.8 коп/(КВт.ч).

тыс. руб — вариант а);

 тыс. руб — вариант б).

В результате приведенные затраты для выбранных схем составляют:

 тыс. руб. для варианта а);

 тыс. руб. для варианта б).

Таким образом расчёт минимума приведенных затрат показал, что с экономической точки зрения предпочтения какому-либо из вариантов отдать нельзя. Однако, надо принять во внимание тот факт, что при использовании трансформатора с расщеплённой обмоткой на стороне НН необходимо установить в два раза больше коммутационной аппаратуры, измерительных трансформаторов. Это повлечёт за собой определённые трудности: увеличение числа переключений при переходе из одного режима работы в другой, рост количества планово-предупредительных ремонтов, техосмотров, снижение надёжности снабжения потребителей  электрической энергией, увеличение габаритов помещения КРУ и т.п. Все эти доводы говорят в пользу того, что всё же целесообразнее использовать второй вариант схемы подстанции с трансформаторами типа ТДН – 40000 / 110.