Проверка автотрансформаторов мощностью 3х135 МВА.

Две группы однофазных автотрансформаторов по 3х135 МВА недогружены в максимальном режиме до своей номинальной мощности, следовательно, проверка на систематическую перегрузку не выполняется.

Произведем проверку на допустимость аварийной перегрузки в соответствии с МЭК 354-91 и методическими указаниями к курсовому проекту.

Для расчета допустимости аварийной перегрузки воспользуемся упрощенным методом расчета, не учитывающим предшествующую аварийной перегрузке нагрузку трансформатора.

Исходя из типа охлаждения трансформатора - ДЦ - естественная циркуляция трансформаторного масла и принудительная циркуляцией воздуха, температура окружающей среды 10,1^оС, определяем допустимую перегрузку по мощности для послеаварийного режима. Для 8 часов в послеаварийном режиме кратность перегрузки составит 1,4 от номинальной мощности трансформатора. Фактическая загрузка автотрансформатора составит:

,

следовательно, аварийная перегрузка является недопустимой.

Для обеспечения допустимого коэффициента загрузки трансформатора по мощности предлагается использовать графики аварийного отключения электроснабжения потребителей.

Таблица 2.11

Нагрузки потребителей по категорийности

На стороне 110 кВ, МВА	На стороне 220 кВ, МВА
Всего	I категория	II категория	Всего	I категория	II категория
533,3	78,43	275,18	140,0	2,48	8,35

Исходя из требований ПУЭ, делается вывод о допустимости временного отключения потребителей III и II категорий.

Для обеспечения условия выдержки послеаварийной перегрузки на момент возникновения аварии и до ее ликвидации и включения нормальной схемы электроснабжения в момент пика нагрузок требуется отключение потребителей такой мощности, чтобы . Таким образом, максимально требуемое отключение мощности:

, , .

,

Для обеспечения максимально-допустимой мощности в размере необходимо произвести отключение потребителей III категории на стороне 220 кВ — 127,7 МВА.

Выбирается группа однофазных автотрансформаторов 3хАОРДЦТ-135000/500/220-У1 производства ООО «Тольяттинский трансформатор» со следующими техническими характеристиками:

Таблица 2.12

Наименование параметра	Значение параметра
Номинальное напряжение сторон, кВ ВН/СН/НН	/ /
Номинальная частота тока, Гц
Схема и группа соединения обмоток	Ун авто / Ун -0-11
Регулирование напряжения	-
Потери ХХ, кВт
Потери КЗ, кВт	ВН-СН – 270,2; ВН-НН – 70,7; СН-НН – 71,3.
Напряжение короткого замыкания, % ВН-СН/ВН-НН/СН-НН	9,5/31/20
Ток холостого хода, %	0,05
Габаритные размеры длина х ширина х высота	10200 х 5260 х 9280
Масса полная, кг
Масса масла, кг
Стоимость, тыс. руб. без НДС

2.3.8. Выбор мощности автотрансформатора 500/220 кВ на основе технико-экономического сравнения.

Капитальные затраты для варианта № 1 для двух групп однофазных автотрансформаторов:

- 495900 тыс. руб. - затраты на приобретение;

- 9918 тыс. руб. - затраты на доставку;

- 6942,6 тыс. руб. - затраты на монтаж.

Капитальные затраты для варианта № 2 для двух групп однофазных автотрансформаторов:

- 452700 тыс. руб. - затраты на приобретение;

- 9054 тыс. руб. - затраты на доставку;

- 6337,8 тыс. руб. - затраты на монтаж.

Ежегодные издержки для варианта № 1:

, ,

Ежегодные издержки для варианта № 2:

, ,

Для варианта №1 народнохозяйственный ущерб не рассчитывается, так как не предполагается аварийного отключения потребителей.

Для варианта №2 народнохозяйственный ущерб составит:

Годовое потребление электроэнергии:

где - отключаемая мощность в послеаварийном режиме, — время использования максимума нагрузки для предприятий, которых затрагивает ограничение в поставке электроэнергии.

Коэффициент вынужденного простоя: , где - среднее время восстановления для данного трансформатора, - продолжительность текущего ремонта.

Годовой объем недополученной электроэнергии:

Математическое ожидание ущерба:

где — удельный ущерб от аварийного недоотпуска электроэнергии для предприятий, руб/МВт∙ч.

Таблица 2.7

Технико-экономическое сравнение двух вариантов

Статья расхода	Затраты, тыс. руб.
Вариант № 1 (2 гр. по 3х167 МВА)	Вариант № 2 (2 гр. по 3х125 МВА)
1. Капитальные вложения
1.1. Приобретение
1.2. Доставка	1190,16	1086,48
1.3. Монтаж	833,11	760,54
2. Ежегодные издержки
2.1. Амортизационные отчисления	31241,7	28520,1
2.2. Эксплуатационные издержки	11901,6	10864,8
2.3. Издержки на покрытие потерь	460,96	900,598
3. Ущерб от перерыва в электроснабжении	-	245218,35
Итого:	105135,5	341674,87

На основании технико-экономического сравнения делается вывод о предпочтительности варианта №1.

2.3.9. Выбор автотрансформаторов 750/500 кВ

Выбор номинальной мощности силовых автотрансформаторов осуществляется по имеющемуся суточному графику нагрузки (Рис. 2.11.).

Рис. 2.11. График электрических нагрузок на АТ 750/500 кВ

Для подсчёта допустимой систематической нагрузки действительный график преобразуется в эквивалентный двухступенчатый график.

Предполагая, что мощность трансформатора неизвестна, для преобразования графика используем приближённый подход. Найдём среднюю нагрузку из суточного графика по формуле:

На исходном графике нагрузки трансформатора выделяется пиковая часть из условия и проводится линия номинальной мощности трансформатора , она же линия относительной номинальной нагрузки . На графике выделяется участок перегрузки продолжительностью .

Оставшаяся часть исходного графика с меньшей нагрузкой разбивается на интервалов , а затем определяются значения _, , .

Коэффициент начальной нагрузки эквивалентного графика рассчитывается по формуле:

,

Участок перегрузки на исходном графике нагрузки разбиваем на интервалов в каждом интервале, а затем определим значения , , .

Предварительное превышение перегрузки эквивалентного графика нагрузки в интервале считается по формуле:

Полученное значение сравниваем с () исходного графика нагрузки: Принимается .

Рис. 2.12. Эквивалентный двухступенчатый график электрических нагрузок на АТ 750/500 кВ

С учетом вида системы охлаждения автотрансформатора, постоянной времени его нагрева и эквивалентной температуры окружающей среды, пользуясь таблицей 2.2, выбирается соответствующая таблица нагрузочной способности, зависимость К₂ =ƒ(K₁), приведенная в МЭК 354-91. Под эквивалентной температурой понимают температуру окружающей среды, зависящую от средне­месячных и среднегодовых температур климатической зоны расположения подстанции. ДЦ (OF), +10⁰С, мощность свыше 125000 кВА => Таблица 2.8. По таблице 2.8 с учетом коэффициентов начальной нагрузки К₁ и максимальной нагрузки К₂ определяется допустимая продолжительность перегрузки в часах и сравнивается со временем максимума заданного суточного графика. Делается заключение о допустимости такого режима работы трансформатора в течение зимнего и летнего периодов.

Таблица 2.8

t. ч	К1
	0,25	0,5	0,7	0,8	0,9	1,0
0,5 1,0 2,0 4,0 8,0 24,0	1,5 1,5 1,38 1,26 1,17 1,08	1,5 1,5 1,37 1,25 1,17 1,08	1,5 1,48 1,34 1,24 1,17 1,08	1,5 1,45 1,33 1,23 1,15 1,08	1,5 1,41 1,3 1,22 1,15 1,08	1,44 1,34 1,26 1,19 1,14 1,08

По полученным значениям и при средней температуре охлаждающей среды за время действия графика по таблице 2.2 определяем допустимое время перегрузки ~16 ч.

По условиям аварийных перегрузок при выборе трансформаторов нужно воспользоваться таблицей 2.9. Допустимость аварийных перегрузок лимитируется не износом изоляции, а предельно допустимыми температурами для обмотки и масла не более 140°С и 115°С соответственно.

При продолжительности перегрузки 6 часов, годовой эквивалентной температурой +10,1 ⁰С и типом охлаждения ДЦ принимаем коэффициент перегрузки – .

Таблица 2.9

Продол­житель­ность пе­регрузки, ч	Эквивалентная температура охлаждающего воздуха, °С
-10		+ 10	+20	+30
М, Д	ДЦ	М, Д	ДЦ, Ц	М, Д	ДЦ, Ц	М, Д	ДЦ, Ц	М, Д	ДЦ, Ц
4,0	1,7	1,5	1,7	1,5	1,6	1,4	1,4	1,4	1,3	1,3
6,0	1,6	1,5	1,5	1,5	1,5	1,4	1,4	1,4	1,3	1,3
8,0	1,6	1,5	1,5	1,5	1,4	1,4	1,3	1,4	1,2	1,3
	1,5	1,5	1,5	1,5	1,4	1,4	1,3	1,4	1,2	1,3
	1,5	1,5	1,5	1,5	1,4	1,4	1,3	1,4	1,2	1,3

Номинальная мощность силового автотрансформатора находится из выражения:

Трехфазные автотрансформаторы 750/500 кВ сегодня промышленностью не выпускаются, так как они очень дорогие и имеют существенные габариты. Единственная мощность однофазных автотрансформаторов 750/500 кВ составляет 417 МВА. Поэтому выбирается две группы однофазных автотрансформаторов с резервной фазой: 3х417000 + 417000 кВА.

Дата добавления: 2015-07-12