Определить температуру масла и сравнить с допустимой. Построить график температур.

Решение

1) Полагая, что тепловой режим установился к началу перегрузок (18 час.), определим по формуле (3):

2) Принимая начало перегрузок (18 часов) за начало отсчета, определим температуру масла в конце перегрузок, т.е. через 2 часа по формуле (2):

3) Принимая конец перегрузок за начало периода снижения температур, определим температуру масла через 4 часа, т.е. в 24 часа, по

формуле (2^`)

Предварительно, можно сделать вывод, что максимальная температура масла  недопустима при систематических перегрузках, но приемлема для аварийных перегрузок, так как меньше 115⁰ С.

 

Занятие 4

  ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕМПЕРАТУР ОБМОТОК

Методические указания

Определение температуры обмоток трансформатора базируется на расчете

 превышения температуры обмоток над температурой масла

                                                                          (4)

                                    где                             (5)

Поскольку постоянная времени нагрева обмоток относительно мала (  мин), то на суточном графике изменение температуры обмоток будет скачкообразным.

Пример

    Используя данные предыдущей задачи, определим температуру обмоток и построим график изменения температур

1) По выражению (5)

2) К началу перегрузок (18 часов) температура обмоток была (4)

3) Через 15-20 минут после начала перегрузок температура достигла

4) В конце периода перегрузок (20 часов)

5) Через 15-20 минус после окончания перегрузок

6) В 24 часа температура обмоток упала до величины

7) Построим график изменения температур.

 

 

 

 

Вывод

       В результате проведенного расчета можно сделать вывод, что максимальные температуры масла – 97,3⁰ С и обмоток – 156,3⁰ С не превышают допустимых для аварийных перегрузок – 115 и 160⁰ С, а

 

Занятие 5

 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ИЗНОСА ИЗОЛЯЦИИ

Методические указания

Относительный износ изоляции в соответствии с [2] определяется по формуле:                            .

Переходя от “е” к “2”, получаем более простое выражение

                                                            ,                             (1)

так называемое, «шестиградусное правило»: при базовой температуре 98⁰ С износ изоляции равен 1, а при изменении температуры на 6⁰ С износ меняется в 2 раза.

1) Средний износ изоляции за сутки определяется как сумма      

                                        ,                                   (2)

где                                                                (3)

2) В соответствии с ГОСТ, участки с интенсивным изменением      

температур делим на следующие интервалы:

- первые 2 участка по 0,3τ (т.е по 1 часу);

- 3й и 4й участки – не более τ (2-3 часа).

    Продолжительность последующих участков не регламентируется.

В качестве температуры на участке  берут средние величины в рассматриваемом интервале.

 

    Пример

    Используя данные предыдущего примера, выделим три участка : (18-20) часов; (20-8) часов и (8-18) часов.

1) Участок (18-20) часов делим на 2 интервала по часу:

ч.

Участок (20-8) часов делим на 5 интервалов:

 ч;  ч;  ч;  ч.

Участок (8-18) часов берем как один интервал:  ч.

2) Определяя в каждом интервале среднюю температуру получаем:

2) Определяем средний износ, как сумму износов по интервалам:

 о.е.

Таким образом при максимальном износе 256 ч. за час среднесуточный износ равен 12,487 суткам, а за 5 суток аварийного режима износ вырастет до 62,5 суток т.е. изоляция трансформатора за 5 суток проживет 2 месяца.

 

Контрольные вопросы

1. Какие продолжительные режимы работы трансформаторов принимают в качестве расчетных?

2. Как определить токи расчетных режимов для двухтрансформаторных ПС?

3. Как определить необходимую мощность трансформаторов для двухтрансформаторных ПС?

4. Как выбирают сечение питающих ЛЭП?

5. Чем отличаются аварийные и систематические перегрузки трансформаторов?

6. Какие методы проверки нагрузочной способности трансформаторов существуют?

7. В чем суть упрощенного способа проверки нагрузочной способности трансформаторов?

8. Каковы предельные значения параметров для систематических и аварийных перегрузок трансформаторов ?

9. Какова методика точного определения допустимых перегрузок трансформаторов?

10. Как определяют износ изоляции?

11. Что такое «шестиградусное» правило определения износа изоляции?

12. Как определить суточный износ изоляции?

 

Тема 3

ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ВЫБОРА МОЩНОСТИ ТРАНСФОРМАТОРОВ

Литература [Д.2, р.3], [Д.3, гл.2], [М1]

 

Общие положения

Окончательный выбор трансформаторов подстанции следует обосновать проведением технико-экономического сравнения намеченного варианта с двумя трансформаторами, имеющих мощность, минимально необходимую по условию обеспечения потребителей в аварийном режиме, с другим вариантом, имеющим, по мнению автора проекта, какие-либо преимущества (например, установка двух трансформаторов большей мощности, при которых возможно уменьшение нагрузочных потерь в трансформаторах и лучшее обеспечение потребителей в аварийном режиме; или установка трех трансформаторов меньшей суммарной мощности за счёт их полной загрузки.

Экономически целесообразный вариант определяется как вариант с меньшими приведенными затратами.

На базе «Общих методических положений определения экономической эффективности капитальных вложений в энергетику» (ГКД 340.000.002-97), утвержденные Минэнерго Украины приказом № 1 от 20.01.97, разработана Методика определения экономической эффективности капитальных вложений в энергосистемы и электрические сети.

Принципы, положенные в основу Методики, соответствуют методам, которые приняты в мировой практике, то есть, она может применяться для проверки эффективности привлечения иностранных инвестиций.

Первоначальный капитал, который вкладывается в строительство объектов энергетики должен обеспечивать:

-полное перманентное обновление основных фондов за счет амортизационных отчислений на реновацию, благодаря чему объект может функционировать бесконечно длительно;

- покрытие всех затрат на эксплуатацию, выплата налогов, погашение кредитов, выплату дивидендов;

- получение чистой прибыли, которая позволит провести реинвестиции без привлечения внешних источников для финансирования новых объектов.

В общем виде экономическая эффективность это положительное значение эффекта:                                   

                           Э = Р- З > 0,                            (3.1)

где Э-экономический эффект (прибыль);

Р-результаты (прибыль);

З- ежегодные или единовременные расходы.

Интегральные показатели учитывают суммарные дисконтированные доходы и потери в течение всего расчетного периода, элементарные - за отдельные годы (без дисконтирования).

К интегральным показателям относятся:

- интегральная дисконтированная чистая выгода - Net present value (NPV);

- внутренняя норма рентабельности - Integral rate of return (IRR);

- срок возврата капитала - Payback period (PP);

-рентабельность по прибыли - Results costs ratio (RCR).

При сравнении вариантов в задачах, которые не требуют определения общей эффективности и в которых прибыли идентичны во всех вариантах, сравнительная эффективность может оцениваться путем затратной части интегрального эффекта (суммарных дисконтированных затрат) .

Критерием сравнительной эффективности есть условие:      

К таким задачам относятся случаи, когда финансирование строительства объектов электрических сетей, предназначенных для электроснабжения промышленных, транспортных предприятий и т.д., предусматривается в составе проектов этих потребителей, а также некоторые оптимизационные расчеты, например, выбор оптимальной структуры энергоисточников энергосистемы, обоснование новых видов оборудования и конструкций и т.д.

В общем случае суммарные затраты определяются по формуле:                    

                               ,                                      (3.2)

     где  - суммарные годовые затраты в году t;

- расходы на эксплуатацию электрической сети (годовые затраты на обслуживание и ремонт) - определяется по данным [М.1], где приведены укрупненные показатели в зависимости от стоимости основных фондов;

 -стоимость потерь электроэнергии в сети в году t - определяется умножением потерь электроэнергии на соответствующий тариф;

- оплата процентов за кредит в году t;

 - капитальные вложения в году t;

 - ликвидная (остаточная) стоимость.

 Для статичних задач:

              (3.2)

               

При возникновении в году остаточной или ликвидационной стоимости, ее следует вычесть из затрат соответствующего года, то есть учесть как прибыль. Ликвидная стоимость возникает, если в течение расчетного периода (20) лет осуществляется демонтаж или замена основных фондов, срок амортизации которых не истек.

                                           

(3.4)

     где  - начальная стоимость демонтированного оборудования, тис гр.;

 - норма отчислений на амортизацию, % [М.1];

 - продолжительность эксплуатации оборудования до его демонтажа (или до конца расчетного периода);

 - норма дисконта.

Занятие 6

Определение экономически эффективного варианта

Методические указания

Как было отмечено выше, сравниваются 2 варианта: трансформатор, имеющий мощность, минимально необходимую по условию обеспечения потребителей в поставарийному режиме, и трансформатор более мощный.

Исходные данные для расчета сводятся в таблицы 3.1 и 3.2.

Конкретные данные по нагрузке приводятся в индивидуальном задании на курсовой проект и в табл. Б.1 - Б.2 (Дод. Б).

Паспортные данные трансформаторов берутся из справочной литературы [1] или из таблиц Б.3 - Б.4 (Дод. Б), где, также, приведена их расчетная стоимость.

Стоимость потерь холостого хода трансформаторов с учетом дифференциации тарифа в течение суток будет ниже на 20-25% .

 

Таблица 3.1 - Дифференциация тарифа по зонам суток

	Ніч	День	Пік
Коэффициент диференціації, в.о.	0,2	1	4
Середньозважена добова тривалість тарифної зони, год	11	9	4

      Стоимость нагрузочных потерь для предприятий, работающих в 3 смены (T_max ) также будет снижена, а для предприятий, которые работают днем ​​в две смены (T_max ) стоимость потерь возрастет на 25-30%.

Если через некоторое время после введения в эксплуатацию, нагрузки трансформаторов возрастет и они не смогут обеспечивать потребителей электроэнергией в послеаварийном режиме работы, их следует заменить на более мощные:

                        (3.5)

 

      Для этого следует подсчитать их ликвидную стоимость и ликвидную стоимость более мощных экземпляров в то же время и добавить разницу этих ценностей к потерям первого варианта.

     Потери холостого хода определяются по формуле:

                                                                          (3.6)

 

      Потери нагрузки - по выражению :

                                               (3.7)   

где ТВ – время включения и  - время максимальных потерь приведены в таб. Б.1;

      Коэффициент нагрузки трансформаторов:

               

      

В динамических расчетах:

                                                                 (3.8)

где - ежегодный рост нагрузки в о.е.

     Данные расчетов сводятся в таб. Б.3         

 По результатам расчетов определяется разница в приведенных затратах вариантов

                    (3.9)

 

и срок окупаемости:

 

     (3.10)

         

де С 1,С2 – стоимость потерь электроенергии

Исходные данные для технико - экономических расчетов

Таблица 3.1 - Исходные данные для расчета экономически - эффективного варианта

Данные  о нагрузках	Размерность	Величина
Максимальная  нагрузка	МВА
Время  включения	часы
Время  максимальных  нагрузок, Тм	часы
Время  максимальных  потерь, tм	часы
Рост нагрузок по годам, b	о.е.
Номинальное  напряжение, Uном	кВ
Экономические данные
Норма дисконта, Е	о.е.	0,1
Курс НБ Украины	грн/$
Норма затрат на эксплуатацию	%	2,4
Стоимость потерь х. х., Схх	грн/кВт . г	0,2
Стоимость нагрузочных потерь, Снав	грн/кВт . г	0,34
Норма амортизации, ар	%	4,4
Кредитная ставка, Екр	о.е.

 

 

Таблица 3.2 - Паспортные данные трансформаторов

Паспортные данные трансформаторов	Размерность	Вар. 1 тип ...	Вар. 2 тип ...
Sт ном	МВА
UВН /UСН/ UНН	кВ
DРхх	кВт
DРкз	кВт
uк	%
Стоимость	тис. $

 

 

Тема 4

 РАСЧЕТ ТОКОВ КЗ

Литература [3, гл. 3, 5, гл. 10]

Общие положения

    Электрические аппараты и другие элементы электрических сетей испытывают предельные динамические и термические нагрузки при возникновении коротких замыканий и, поэтому, для проверки их стойкости производится расчет токов КЗ.

    Расчет предпочтительно вести в относительных единицах упрощенным способом, принимая напряжение на каждой ступени равным среднему (6,3; 10,5; 37; 115; 230 и тд.) и представляя энергосистему в виде эквивалентного источника с неизменной ЭДС ( ) и током КЗ ( ) в точке присоединения ПС.

    В качестве базисной удобно принять номинальную мощность трансформатора --     

    Базисный ток на каждой ступени  

    Сопротивления элементов расчетной схемы замещения в относительных единицах:

    энергосистема –

    питающая ЛЕП –

    2х-обмоточный тр-р –  (если ),

    тр-р с расщепленными обмотками НН –

        

При расчете токов КЗ определяют периодическую и апериодическую составляющие тока:

,    .

Занятие 7

 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПЕРИОДИЧЕСКОЙ

СОСТАВЛЯЮЩЕЙ ТОКА КЗ

Методические указания

 

1) В соответствии с принципиальной схемой ПС составляем расчетную схему замещения, заменяя элементы электрической цепи их индуктивными сопротивлениями (R=0) для упрощенного расчета периодической составляющей тока КЗ, или активными (X=0) для расчета постоянной времени затухания апериодической составляющей.

 

 

 

Для 2х-трансформаторной ПС с двумя независимыми блоками Л-Т схема замещения состоит из последовательно соединенных сопротивлений.

2) Задамся характерными точками КЗ:

К1 – на стороне ВН трансформатора;

К2 – на шинах НН;

К2 ΄ –на отходящей линии ОЛ.

3) Определим эквивалентные сопротивления для выбранных точек КЗ: 

4) Определим величины токов КЗ от энергосистемы:

.

5) Для точки КЗ К2¢ определяем ток подпитки от обобщенной нагрузки ( ; ). Полагаем, что точку К2¢ подпитывает вся нагрузка секции  кроме линии, на которой имеет место КЗ,

                                      тогда

                                      где .                         

Пример

2х-трансформаторная ПС 110/10,  мВА ; питающая ЛЭП выполнена проводом АС-70, Ом/км, Ом/км , длина км; кА ; трансформатор ТДН – 16000/110,  кВт, .

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Поделиться: