Файл: Расчеты и анализ режимов работы сетей учеб. пособие.pdf

зования наибольшей нагрузки равна 4 500 ч. Питание этой нагрузки предполагается осуществить при номинальном напряжении 6 кВ. В составе нагрузки имеются потребители 2-й и 3-й категории, мощности которых равны соответственно 80 и 20% суммарной мощности нагрузки подстанции.

Т р е б у е т с я выбрать число и мощность трансформа­ торов для подстанции, считая, что в системе, в которую вхо­ дит проектируемая сеть, имеется передвижной трансфор­ маторный резерв.

Решение. Наибольшая расчетная нагрузка подстанции составляет:

S H= 0^ -= 1 1 ,1 М В. А.

При установке на подстанций одного трансформатора его наибольшая нагрузка будет равна:

S r(1)= l l , l М В-А ,

при двух трансформаторах на подстанции нагрузка каждого из них в нормальном режиме работы

S t(2) = - ^ - = 5,55 М В-А,

при выходе одного трансформатора из работы нагрузка дру­ гого составит 11,1 МВ-А.

Для варианта, предусматривающего установку одного

224

перегрузка составит небольшую величину, равную

(11,1-10). 100

Го — 1 /о

Такая перегрузка возникает в зимний период, поскольку в это время нагрузка наибольшая. В соответствии с «Пра­ вилами технической эксплуатации электрических станций и сетей» на подстанциях, питающих потребителей практи­ чески с равномерным графиком нагрузки, значение допу­ стимой перегрузки трансформаторов находятся в пределах:

При неравномерном графике нагрузки коэффициент перегрузки может быть увеличен.

Таким образом, принимая наиболее неблагоприятные условия работы трансформаторов, приходим к выводу, что систематическая перегрузка трансформатора на 11 % явля­ ется допустимой.

Для двухтрансформаторной подстанции могут рассмат­ риваться два варианта: установка трансформаторов мощ­ ностью по 10 МВ-А и установка трансформаторов мощ­ ностью по 6,3 МВ-А.

Впервом случае трансформаторы работают с недогрузкой

внормальном режиме ис допустимой нагрузкой в аварийном. Во втором случае в нормальном режиме нагрузка каждого трансформатора составляет:

= 5,55 < 5 Т(Н0М) = 6,3 МВ-А,

т. е. трансформаторы работают с нагрузкой, близкой к номи­ нальной. При выходе одного трансформатора из работы через другой трансформатор будет протекать недопустимо большая мощность, причем перегрузка составит:

(11 ,1 -6 ,3 ). 100 = 76,3о/о. 6,3

Для того чтобы обеспечить допускаемые условия работы трансформатора мощностью 6,3 МВ-А в аварийном режиме, необходимо отключить часть нагрузки с тем, чтобы перегруз­ ка трансформатора уменьшилась с 76,3 до 40% . Мощность отключаемой нагрузки составляет:

76,'5Д-40 ■6.3 = 2,27 М В-А,

или по отношению к суммарной мощности нагрузки подстан­ ции

Эта мощность практически равна мощности потребителей 3-й категории. Поскольку в соответствии с ПУЭ [Л. 14] потребители 3-й категории могут быть отключены для ремон­ та или замены оборудования на время до одних суток, счи­ таем допустимым отключение их на период прохождения суточного максимума нагрузок при аварии трансформатора. В этих условиях экономически целесообразнее для двух­ трансформаторной подстанции принять два трансформатора типа ТМН-6300/110.

Определяем приведенные затраты, связанные с установкой этих трансформатров на подстанции, не принимая во вни­ мание составляющих затрат на коммутационную аппара­ туру.

Для трансформаторов ТМН-6300/110 ДРК3 — 50 кВт, АРх х = 10 кВт, поэтому при

Ч ° ’124+ т ^ Г 87бо=288°ч;

АЛ = у -50 ( ^ 4 ) 2- 2 880 + 2 -1 0 -8 760 =

= (223+ 175)- 103 = 398103 кВт-ч.

Принимая стоимость потерянной энергии равной 1,4 коп/(кВт-ч), находим при расчетной стоимости одного транс­ форматора 47 тыс. руб. и отчислениях на амортизацию, обслуживание и ремонт 9,3% :

3 = (0,12+ 0,093)-2 -47 - 103 + 398 •10я- 0,014 = = (20,0 + 5,57)- 103 = 25,57 тыс. руб/год.

В случае установки на подстанции одного трансформа­ тора ТДН-10000/110 выход этого трансформатора из работы приводит к недоотпуску энергии, с которым связан опреде­ ленный народнохозяйственный ущерб. Для его оценки на­ ходим вероятную длительность аварийного режима

— 1 0 — = 1 , 2 ч/год,

где 0 , 2 — среднее число повреждений трансформаторов НО кВ за 10 лет; 60 — средняя продолжительность аварий­ ного простоя трансформатора за 1 0 лет.

226

коэффициент мощности нагрузки может быть принят неиз­ менным и равным 0,93. График зимней нагрузки определяет

установка двух трансформаторов типа ТДН-10000/110, для каждого из которых АР к 3 = 60 кВт, АР х х = 14 кВт;

второй вариант — установка двух трансформаторов типа ТДН-16000/110 (АР к 3 = 85 кВт, АДх. х = 21 кВт).

В первом варианте в нормальном режиме работы загрузка каждого трансформатора составляет при наибольшей нагруз­ ке подстанции

5т = W 2 = 8>6 M B .A < S t.iiom= 10 МВ-А.

При выходе из работы одного трансформатора нагрузка второго становится равной

5 т = о Ж = 17-2 МВ А>

или

Перегрузка трансформатора на 72% недопустима. Поэ­ тому при установке на подстанции двух трансформаторов мощностью по 10 МВ - А требуется отключение части нагрузки при выходе из работы одного из трансформаторов.

Предельная допустимая перегрузка в аварийном режиме трансформатора составляет 40%, следовательно, после от­ ключения одного из трансформаторов оставшийся в работе

228

трансформатор может нести нагрузку, равную S T = = 1,4-10 = 14 МВ - А, что соответствует активной нагрузке подстанции Р н = 14-0,93 = 13 МВт.

Эта нагрузка показана пунктирной линией на графике рис. 5-18, а также на графике нагрузки по продолжитель­ ности, построенном по суточным графикам и показанном на рис. 5-19. Графики позволяют установить, что отключение нагрузки может потре­ боваться лишь в том МВт случае, когда выход од­ ного трансформатора из работы происходит в зимний период.

Площадь, ограничен­ ная верхней частью графика по продолжи­ тельности и прямой ли­ нией, отвечающей пре­ дельной мощности 13 МВт, определяет весь возможный недоотпуск

энергии за год из-за отключения части нагрузки, равный

Для определения вероятного недоотпуска принимаем среднее число повреждений одного трансформатора 0,2 раз в 10 лет и среднюю продолжительность аварийного простоя 60 часов в 10 лет. При этом вероятная длительность аварийного состояния трансформатора определяется рав­ ной

0,2 - 60 = 1,2 ч/год.

10

Относительная вероятная длительность аварийного про­ стоя составляет

р= т е > = 0 -000137-

авероятный недоотпуск энергии

Анд = 0,000137 •1 720 •10я - 236 кВт •ч,

229

Ущерб от недоотпущенной энергии равен при у0 =

=0,6 руб (кВт-ч)

У= 0,6 -2 3 6 = 141,5 руб.

Определяем по графику продолжительности время ис­ пользования наибольшей нагрузки подстанции: Тн6 = = 5 320 ч. Вычисляем время потерь

H ° > i 2 4 + S ) 2 ' 8 7 6 0 = 3 8 4 0 4

и находим потери энергии в двух параллельно работающих трансформаторах мощностью по 10 МВ-А

ДАт = | - 6 0 ( ^ ш )2-3 840 + 2- 14 8 760 =

= (300 + 245)- 103 = 545103 кВт-ч.

Определяем приведенные затраты по первому варианту, равные при стоимости потерянной энергии 1,4 коп/кВт -ч и расчетной стоимости одного трансформатора 57 тыс. руб

3i = (0,12 + 0,093)-2 -57 + 545 - 103 - 1,4 - 10‘5 +

+ 0,142 = 24,3 + 7,64 + 0,142 = 32,08 тыс. руб/год.

Находим потери энергии в двух параллельно работаю­ щих трансформаторах мощностью по 16 МВ-А

ДЛТ = ^ -8 5 ( o l + l e ) 2 -3 840 + 2-21 -8 760 =

= (166,5 + 368) - 103 = 534,5- 103 кВт-ч

и вычисляем приведенные затраты по второму варианту, равные при расчетной стоимости одного трансформатора 69 тыс. руб.

должны быть выбраны трансформаторы типа ТДН -10000/110.

Задача 5-16

Подстанция проектируемой сети ПО кВ находится на расстоянии 70 км от электростанции, от которой предпола­ гается снабжение энергией потребителей этой подстанции. На подстанции устанавливаются два трансформатора, мощ­

230