Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федерального государственного автономного образовательного учреждения высшего образования «Южно-Уральский государственный университет (национальный исследовательский университет)»

Политехнический институт

Кафедра техники и технологии в металлургии

ВЫБОР ЧИСЛА И МОЩНОСТИ СИЛОВЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ

Контрольная работа

по дисциплине «Электротехнические станции и сети»

ЮУрГУ - 140400.831.00.27

Сатка 2016



СОДЕРЖАНИЕ

Введение

Задание на работу и исходные данные

Выбор числа и мощности силовых трансформаторов

Заключение

Библиографический список



ВВЕДЕНИЕ

Правильный выбор числа и мощности трансформаторов на подстанциях промышленных предприятий является одним из важных вопросов электроснабжения и построения рациональных сетей. В нормальных условиях трансформаторы должны обеспечивать питание всех потребителей предприятия при их номинальной нагрузке.

Число трансформаторов на подстанции определяется требованием надёжности электроснабжения. С таким подходом наилучшим является вариант с установкой двух трансформаторов, обеспечивающий бесперебойное электроснабжение потребителей цеха любых категорий. Однако если в цехе установлены приёмники только II и III категории, то более экономичными, обычно, являются однотрансформаторные подстанции.



Задание на работу и исходные данные

Задание: произвести выбор числа и мощности силовых трансформаторов. Рассмотреть два варианта.

Исходные данные: потребитель второй категории по надежности электроснабжения. .

Выбор числа и мощности силовых трансформаторов

Рассмотрим для сравнения два варианта выбора мощности и числа силовых трансформаторов по схеме явного и неявного резервирования. По полученным данным определимся со схемой выбранного трансформатора.

Число и мощность силовых трансформаторов выбирается из категорийности электроприемников (потребитель относится ко второй категории по надежности), средней и максимальной мощностей потребителя, технико-экономического сравнения, числа и мощности трансформаторов с учетом проведенных затрат, экономически целесообразного режима работы силовых трансформаторов (минимальные потери мощности и электроэнергии в силовом трансформаторе при работе по заданному графику нагрузки).

Для электроприемников второй категории необходимым условием является бесперебойное электроснабжение и наличие резервного источника питания, поэтому число трансформаторов должно быть не менее двух.

Мощность трансформаторов выбирается так, чтобы в нормальном режиме работы коэффициент загрузки каждого из них был пределах 0.65-0.7, а в аварийных режимах обеспечивалось питание первой категории и основных нагрузок второй категории.

Выбор мощности силового трансформатора производится по коэффициентам в нормальном режиме работы с учетом расчетной мощности.

Коэффициент загрузки силовых трансформаторов в нормальном режиме работы находим по формуле

где - число силовых трансформаторов, зависит от принятой схемы электроснабжения;

- номинальная мощность принятого силового трансформатора, кВА.

Предварительно принимаю два варианта выбора числа и мощности силовых трансформаторов:

1 вариант - схема неявного резервирования, оба трансформатора находятся в работе, секционный автомат отключен. Схема приведена на рисунке 1; трансформатор силовой мощность резервирование

2 вариант - схема явного резервирования, один из трансформаторов находится в работе, а второй отключен. Схема приведена на рисунке 2.

Рисунок 1 - Схема неявного резервирования

Рисунок 2 - Схема явного резервирования

Нахожу коэффициент загрузки для обоих вариантов

По первому варианту (в схеме неявного резервирования), принимаю два силовых трансформатора ТМ-630/10. Технические данные привожу в таблице1.

Находим коэффициент загрузки для второго варианта (схема явного резервирования)

По второму варианту выбираем силовые трансформаторы ТМЗ-1600/10. Технические данные трансформатора привожу в таблице 1.

Таблица 1 - Технические характеристики силовых трансформаторов

Тип силового трансформатора	Номинальная мощность, кВА	Номинальное напряжение, кВ	Потери, кВт	Uк.з., %	Iх.х., %	K0, руб.
		ВН	НН	Pх.х.	Pк.з.
1	2	3	4	5	6	7	8	9
ТМ-630/10	630	10	0.4	1,25	0,79	5.5	1.7	315000
ТМЗ-1600/10	1600	10	0.4	2.65	16.6	6	1	915000

Критерием экономичности является минимум годовых приведенных затрат

где Е_к - нормативный коэффициент экономической эффективности, 0.12;

К - капитальные затраты, руб.;

И - ежегодные эксплуатационные издержки, руб.

Капитальные затраты находим по формуле

где К₀ - стоимость одного трансформатора.

Ежегодные эксплуатационные издержки складываются из годовых амортизационных затрат И₁ и стоимости годовых потерь электроэнергии И₂.

Годовые амортизационные затраты определяются по формуле

где К_а - норма отчислений на амортизацию трансформаторов, 0.063;

К - капитальные затраты (стоимость трансформаторов).

Годовые потери электроэнергии определяются по формуле

где С₀ - стоимость 1 кВт/часа, 2.8 руб.;

?Э - потери электрической энергии.

где n - количество силовых трансформаторов, при схеме неявного резервирования n=2, при схеме явного резервирования n=1;

- технические данные силовых трансформаторов, приведены в таблице 1;

- коэффициент изменения потерь, 0.12;

- коэффициент эквивалентности, 0.12;

- коэффициент загрузки силовых трансформаторов;

- номинальная мощность силового трансформатора;

Т - число часов работы силовых трансформаторов в году, 8760 ч/год;

- время наибольших потерь, определяется по формуле

где - время использования максимума нагрузки в год, 7000 ч/год.

Произвожу расчет для первого варианта (схема неявного резервирования)

Произвожу расчет для второго варианта (схема явного резервирования)

Все результаты для сравнения привожу в таблице 2.

Таблица 2 - Технико-экономические показатели двух вариантов

№ варианта	?Э, кВтч/год	К, руб.	И1, руб.	И2, руб.	И, руб.	З, руб.
1	2	3	4	5	6	7
ТМ-630/10	88562	630000	39690	247975	287665	36365
ТМЗ-1600/10	197255	1830000	115290	552314	667604	887204

Вывод: принимаем к использованию первый вариант с двумя трансформаторами ТМЗ-1000/10 со схемой неявного резервирования, так как этому варианту соответствуют минимальные капитальные вложения, издержки и приведенные затраты.



Заключение

Выбор числа, мощности и типа силовых трансформаторов для питания нагрузок промышленных предприятий производят на основании следующего алгоритма:

1. определяют число трансформаторов на подстанции, исходя из обеспечения надёжности питания с учётом категории потребителей;

2. определяют возможные варианты номинальной мощности выбираемых трансформаторов с учётом допустимой перегрузки их в номинальном режиме и допустимой перегрузки в аварийном режиме;

3. определяют экономически целесообразное решение из просчитываемых вариантов, с учётом применения в конкретных условиях;

4. предусматривают возможность расширения подстанции с целью возможной установки более мощных трансформаторов без реконструкции фундамента, а также увеличения числа трансформаторов.



БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

Федоров, А.А. Справочник по электроснабжению и электрооборудованию: в 2 т. / А.А. Федоров. - М.: Энергоатомиздат, 1987. - Т. 2. - 592

Размещено на Allbest.ru

...