В [10] приводится оценка полной стоимости (Цена плюс капитализированная стоимость потерь) за весь срок эксплуатации обычного и ВТСП трансформаторов 240 MB-А, включенных параллельно. Стоимость (цена) обычного трансформатора принята за 1, тогда стоимость ВТСП трансформатора, включая стоимость криогенной установки, составляет 1,23.
Таблица 14. Основные расчетные характеристики ВТСП трансформатора
Мощность | 1 MB • А |
Первичное/вторичное напряжение | 22 кВ/6,9 кВ |
Первичный/вторичный ток | 45,4 А/145 А |
Частота | 60 Гц |
Напряжение КЗ, % | 5,0 % |
Хладоагент | Жидкий азот |
Элементарный ВТСП проводник | Bi—2223 Mn—Ag многожильная лента |
Тип обмоточного провода | Транспонированные параллельные проводники |
Максимальный уровень токовой перегрузки | Шестикратная по отношению к номинальному режиму |
Испытательное напряжение промышленной частоты | 50 кВ (эфф) |
Испытательное напряжение полного грозового импульса | 100 кВ |
Рефрижератор | 2 криокулера (Стирлинг) общей холодопроизводительностью на уровне 64 К 250 Вт |
Криостат | Стеклопластик (защищает только обмотку) |
Таблица 15
| ВТС + обычный | 2 обычных |
Оптовая цена | 1000 + 1230 | 2000 |
Стоимость потерь | 0,105 x 600x3 | 0,426 х 600 х 3 |
Всего | 2419 | 2768 |
Рис. 25. Расчетные значения потерь в обычном (/) и ВТСП (2) трансформаторах в относительных единицах по отношению к потерям в обычном трансформаторе при полной нагрузке.
Суммарные потери в обычном трансформаторе определялись по формуле:
РТ = 0,91 • Р2 + 0,09,
где Р — мощность нагрузки. При номинальной мощности Р — 1,0; 0,09 — потери х. х.
Суммарные потери ВТСП трансформатора (с учетом потерь на охлаждение) определялись по формуле:
Pz = 0,149- 7я-0,91 • н- 0,012 -7>+0,08,
где 0,08 — потери х. х.
Даже при двойной номинальной нагрузке потери в ВТСП трансформаторе меньше, чем в обычном трансформаторе при номинальной нагрузке. С учетом вероятностного распределения общей нагрузки получены средние значения потерь в относительных единицах (рис. 25). При этом учитывается, что при двух обычных трансформаторах нагрузка распределена поровну на два трансформатора. При наличии параллельно включенных обычного и ВТСП трансформаторов вся нагрузка ложится на последний.
Результаты расчетов показали, что в случае двух обычных трансформаторов, средние потери в каждом из них составляют 0,213 на единицу нагрузки (номинальной нагрузки), т. е. в двух трансформаторах — 0,426. Для одного ВТСП трансформатора — 0,105.
Для определения более дешевого варианта установки сделана приблизительная оценка стоимости обычного трансформатора 240 МВ-А — 1 млн. фунтов стерлингов. Потери в трансформаторе 240 MB • А приняты равными 600 кВт, а стоимость потерь в течение срока службы — 3 тыс. ф. ст./кВт.
Результаты расчетов в тыс. фунтов стерлингов представлены в табл. 15.
Приведенные результаты оценочных расчетов показывают, что параллельное включение обычного и ВТСП трансформаторов дешевле, чем двух обычных.