Выбор числа и мощности силовых трансформаторов

В учебной мастерской потребители второй и третьей категории надежности электроснабжения, но количество потребителей второй категории мало и так как у нас учебная мастерская, то устанавливаем один трансформатор в цеховую трансформаторную подстанцию, расположенную на расстоянии 50 м от ТП.

По ПУЭ пункт 1.2.21: для электроприемников третьей категории электроснабжение может выполняться от одного источника питания при условии, что перерывы электроснабжения, необходимые для ремонта или замены поврежденного элемента системы электроснабжения, не превышают одних суток.

Выбор номинальной мощности трансформатора производится исходя из расчетной максимальной нагрузки объекта электроснабжения с учетом допустимой аварийной перегрузки:

;

;

S_м – полная мощность нагрузки, с учетом компенсации;

1. Выбираем ближайшие стандартные сухие трансформаторы со следующими номинальными мощностями: 100 кВА, 160 кВА ([http://www.ues.su]).

Первый вариант: трансформатор мощностью 100 кВА. Загрузка трансформатора в нормальном режиме.

;

Трансформатор будет иметь запас по мощности.

Второй вариант: трансформатор мощностью 160 кВА. Загрузка трансформатора в нормальном режиме.

;

Трансформатор будет иметь запас по мощности.

2. Определим годовые потери мощности и энергии в трансформаторах.

Первый вариант: ТСН - 100/10;

Тип трансформатора и мощность, кВА	Номинальное напряжение, кВ		Потери, Вт		Напряжение короткого замыкания, %	Ток холостого хода, %
	ВН	НН	Холостого хода	Короткого замыкания
ТСН-100	10	0.4	515	1600	4	2.7

схема и группа соединения обмоток: Y/Yн-0;

цена: C₁ = 253995.00 руб.

2.1.1. Потери мощности в трансформаторе:

Принимаем: К_и.п = 0.05 кВт/квар - коэффициент изменения потерь, для трансформаторов для данного завода (Федоров, Старкова стр91).

;

;

;

.

Приведенные потери мощности в одном трансформаторе:

;

2.1.2. Технико-экономический расчет:

Капитальные затраты K₁ = C₁ = 253995.00 руб;

Годовые амортизационные отчисления:

C_а1 = К_a ∙ K₁ = 0.1 ∙ 253995.00 = 25399.5 руб/год;

Стоимость годовых потерь электроэнергии:

;

Суммарные эксплуатационные расходы:

С_э1 = С_а1 + С_п1 = 25399.5 + 14893.03 = 40292.32 руб/год.

Второй вариант: ТСН - 160/10;

Тип трансформатора и мощность, кВА	Номинальное напряжение, кВ		Потери, Вт		Напряжение короткого замыкания, %	Ток холостого хода, %
	ВН	НН	Холостого хода	Короткого замыкания
ТСН-160	10	0.4	670	2300	4	2.3

схема и группа соединения обмоток: Y/Yн-0;

цена: C₂ = 305949.22 руб.

2.2.1. Потери мощности в трансформаторе:

Принимаем: К_и.п = 0.05 кВт/квар - коэффициент изменения потерь, для трансформаторов для данного завода (Федоров, Старкова стр91).

;

;

;

.

Приведенные потери мощности в одном трансформаторе:

;

2.2.2. технико-экономический расчет:

Капитальные затраты: K₂ = C₂ = 305949.22 руб;

Годовые амортизационные отчисления:

C_а2 = К_a ∙ K₂ = 0.063 ∙ 305949.22 = 19274.8 руб/год;

Стоимость годовых потерь электроэнергии:

;

Суммарные эксплуатационные расходы:

С_э2 = С_а2 + С_п2 = 19274.8 + 13644.76 = 32919.56 руб/год.

3. Определим срок окупаемости:

лет.

Расчетный срок окупаемости близок к нормативному, составляющему 7 – 8 лет, поэтому оба варианта являются экономически равноценными. Учтем и то что в дальнейшем рост нагрузок рост нагрузок учебной мастерской значительно не увеличится, а также то что учебно-подготовительный процесс односменный. Поэтому выбираем трансформатор ТСН – 100/10, загрузка трансформатора составляет 65.1%, что выходит за допустимые пределы рекомендуемые ПУЭ (60% - 80%).