Главная

Статьи

Вибір числа і потужності трансформаторів на підстанціях в місті і промислових підприємствах

  1. Вибір потужності в мережах промислових підприємств
  2. Вибір потужності в міських електричних мережах

Вибір числа і потужності трансформаторів на підстанціях визначається величиною і характером електричних навантажень (необхідної надійністю електропостачання і характером споживання електроенергії), територіальним розміщенням навантажень, їх перспективним зміною і при необхідності обгрунтовується техніко-економічні розрахунками

Вибір числа і потужності трансформаторів на підстанціях визначається величиною і характером електричних навантажень (необхідної надійністю електропостачання і характером споживання електроенергії), територіальним розміщенням навантажень, їх перспективним зміною і при необхідності обгрунтовується техніко-економічні розрахунками.

Як правило, в системах електропостачання застосовуються одне і двотакт рансформаторние підстанції. Застосування трьох трансформаторних підстанцій викликає додаткові капітальні витрати і підвищує річні експлуатаційні витрати. Трехтрансформаторние підстанції використовуються рідко, як вимушене рішення при реконструкції, розширенні підстанції, при системі роздільного харчування силової та освітлювальної навантажень, при харчуванні різкозмінних навантажень.

На великих підстанціях (ДПП) застосовуються в основному два трансформатора (два незалежних джерела живлення), так як через такі підстанції повинні забезпечуватися електроенергією електроприймачі I, II і III категорій надійності електропостачання.

При декількох пунктах прийому електроенергії на підприємстві на ДПП, а також при харчуванні підприємства за схемою глибокого введення наПГВ ​​допускається застосовувати по одному трансформатору при забезпеченні післяаварійного харчування навантажень зі зв'язків вторинного напруги з сусідніми підстанціями (ПГВ, ДПП), з ТЕЦ або іншими ВП. При магістральному харчуванні однотрансформаторних ПГВ по лініях 35-220 кВ найближчі підстанції рекомендується приєднувати до різних лініях або ланцюгах з наступним використанням в післяаварійних режимах зв'язків на вторинному напрузі.

Однотрансформаторні ТП 6-10 / 0,4-0,23 кВ застосовуються при харчуванні навантажень, що допускають перерву електропостачання на час не більше однієї доби, необхідних для ремонту або заміни пошкодженого елемента (живлення електроприймачів III категорії), а також для живлення електроприймачів II категорії , за умови резервування потужності по перемичках на вторинному напрузі або при наявності складського резерву трансформаторів.

Однотрансформаторні ТП вигідні ще й тому, що якщо робота підприємства супроводжується періодами малих навантажень, то за рахунок наявності перемичок між ТП на вторинному напрузі можна відключати частину трансформаторів, створюючи цим економічно доцільний режим роботи. Під економічним розуміється такий режим роботи, який забезпечує мінімальні втрати потужності в трансформаторах.

В даному випадку вирішується завдання вибору оптимальної кількості працюючих трансформаторів.

Такі ТП можуть бути економічні і в плані максимального наближення напруги 6-10 кВ до електроприймачів, оскільки за рахунок децентралізації трансформування електричної енергії зменшується протяжність мереж до 1 кВ. У цьому випадку питання вирішується на користь застосування двох однотрансформаторних в порівнянні з одного двохтрансформаторної підстанцією.

Двотрансформаторних ТП застосовуються при переважанні електроприймачів I і II категорій. При цьому потужність трансформаторів вибирається такий, щоб при виході з роботи одного Інший трансформатор з урахуванням допустимого перевантаження прийняв би на себе навантаження всіх споживачів (в цій ситуації можна тимчасово відключити електроприймачі III категорії). Такі підстанції бажані і незалежно від категорії споживачів, але при наявності нерівномірного добового або річного графіка навантаження.

У цих випадках вигідно змінювати приєднану потужність трансформаторів, наприклад, при наявності сезонних навантажень, одне або двозмінній роботи зі значними змінами завантаження змін.

Електропостачання населеного пункту, мікрорайону міста, цеху, групи цехів або всього підприємства може бути забезпечено від однієї або декількох ТП. Доцільність спорудження одне або двотрансформаторних підстанцій визначається в результаті технікоекономічного порівняння декількох варіантів системи електропостачання. Критерієм вибору варіанту є мінімум приведених витрат на спорудження системи електропостачання. Порівнянні варіанти повинні забезпечувати необхідний рівень надійності електропостачання.

У системах електропостачання промислових підприємств найбільш поширеним є такі поодинокі потужності трансформаторів: 630, 1000,1600 кВА, в електричних мережах міст - 400, 630 кВА. Практика проектування і експлуатації показала необхідність застосування однотипних трансформаторів однакової потужності, так як різноманітність їх створює незручності в обслуговуванні і викликає додаткові витрати на ремонт.

У загальному випадку вибір потужності трансформаторів проводиться на підставі таких основних вихідних даних: розрахункового навантаження об'єкта електропостачання, тривалості максимуму навантаження, темпів зростання навантажень, вартості електроенергії, електричного навантаження на трансформаторів і їх економічною завантаження.

Основним критерієм при виборі одиничної потужності так само, як і кількості трансформаторів, є мінімум приведених витрат, отриманий на основі технікоекономічного порівняння варіантів.

Орієнтовно вибір одиничної потужності трансформаторів може виконуватися по питомій щільності розрахункового навантаження (кВА / м2) і повної розрахункового навантаження об'єкта (кВА).

При питомій щільності навантаження до 0,2 ВА / м2 і сумарною навантаженні до 3000 кВА доцільно застосовувати трансформатори 400; 630; 1000 кВА - з вторинною напругою 0,4 / 0,23 кВ. При питомої щільності і сумарною навантаженні перевищує зазначені величини більш економічні трансформатори потужністю 1600 і 2500 кВА.

Однак ці рекомендації не є достатньо обґрунтованими внаслідок швидкозмінних цін на електрообладнання, і зокрема, ТП.

В проектній практиці трансформатори ТП часто вибирають по розрахунковому навантаженні об'єкта і рекомендованим коефіцієнтам.

Важливе значення при виборі потужності трансформаторів є правильний облік їх здатності навантаження. Під здатністю навантаження трансформатора розуміється сукупність допустимих навантажень, систематичних і аварійних перевантажень з розрахунку теплового зносу ізоляції трансформатора. Якщо не враховувати навантажувальну здатність трансформаторів, то можна необгрунтовано завищити при виборі їх номінальну потужність, що економічно недоцільно.

Якщо не враховувати навантажувальну здатність трансформаторів, то можна необгрунтовано завищити при виборі їх номінальну потужність, що економічно недоцільно

На значній більшості підстанцій навантаження трансформаторів змінюється і протягом тривалого часу залишається нижчою за номінальну. Значна частина трансформаторів вибирається з урахуванням післяаварійного режиму і тому нормально вони залишаються тривалий час недовантаженими. Крім того, силові трансформатори розраховуються на роботу при допустимій температурі навколишнього середовища, рівній +40 ° С. Насправді вони працюють в звичайних умовах при температурі середовища до 20 ... 30 ° С.

отже, силовий трансформатор в певний час може бути перевантажений з урахуванням розглянутих вище обставин без жодного збитку для встановленого йому терміну служби (20 .. .25 років).

{Xtypo_quote} На підставі досліджень різних режимів роботи трансформаторів розроблений ГОСТ 1420985, що регламентує допустимі систематичні навантаження та аварійні перевантаження силових масляних трансформаторів загального призначення потужністю до 100 мВА включно з видами охолодження М, Д, ДЦ і Ц з урахуванням температури охолодження середовища. {/ Xtypo_quote }

Температура охолоджуючої середовища для визначення допустимих систематичних навантажень приймається як еквівалентне значення для даної місцевості, обчислене відповідно до [24]. Для обласних міст Росії, еквівалентна температура знаходиться в межах: 9,4 ... 11 ° С - річна, 3,4 ... 6,7 ° С - зимова і 15,1 ... 17,9 ° С - річна. При визначенні допустимих аварійних перевантажень температура охолоджуючої середовища приймається під час виникнення аварійної перевантаження.

Для визначення систематичних навантажень і аварійних перевантажень відповідно до необхідно також знати початкове навантаження, що передує перевантаження, і тривалість перевантаження.

Ці дані визначаються по реальному вихідного графіку навантаження (повної потужності або струму), перетвореному в еквівалентний в тепловому відношенні прямокутний двох або багатоступінчастий графік.

У зв'язку з необхідністю мати реальний вихідний графік навантаження розрахунок допустимих навантажень і перевантажень згідно з може бути виконаний для діючих підстанцій.

На стадії проектування підстанцій можна використовувати типові графіки навантажень або відповідно до рекомендацій, також пропонованими в, вибирати потужність трансформаторів за умовами аварійних перевантажень згідно табл. 3.3.

Тоді для підстанцій, на яких можлива аварійна перевантаження трансформаторів (двотрансформаторні, однотрансформаторні з резервними зв'язками по вторинній стороні), якщо відома розрахункове навантаження об'єкта Sp і коефіцієнт допустимої аварійної перевантаження Кзав (табл. 3.3), номінальна потужність трансформатора визначається какСледует також відзначити, що навантаження трансформатора понад його номінальної потужності допускається лише при справному і повністю включеній системі охолодження трансформатора.

3), номінальна потужність трансформатора визначається какСледует також відзначити, що навантаження трансформатора понад його номінальної потужності допускається лише при справному і повністю включеній системі охолодження трансформатора

Що стосується типових графіків, то на сьогоднішній день вони розроблені для обмеженої кількості вузлів навантажень.

Частково типові графіки окремих видів споживачів (комунально побутових і сільськогосподарських) оброблені і для практичної зручності зведені в табл. 3.4, 3.5 [25].
Частково типові графіки окремих видів споживачів (комунально побутових і сільськогосподарських) оброблені і для практичної зручності зведені в табл

У цих таблицях в скороченому вигляді відповідно вказані інтервали допустимих навантажень і аварійних перевантажень трансформаторів з природним масляним охолодженням, напругою 10 / 0,4 кВ, потужністю до 630 кВА для деяких видів споживачів з урахуванням кліматичних умов Росії.
У цих таблицях в скороченому вигляді відповідно вказані інтервали допустимих навантажень і аварійних перевантажень трансформаторів з природним масляним охолодженням, напругою 10 / 0,4 кВ, потужністю до 630 кВА для деяких видів споживачів з урахуванням кліматичних умов Росії
За табл. 3.4 для необхідного виду навантаження знаходиться інтервал мінімальної та максимальної межі допустимої систематичної навантаження трансформатора (Samm ... Samg), в якому знаходиться величина розрахункового навантаження трансформатора Sp (для трансформаторів, визначає номінальну потужність трансформатора по допустимому навантаженні для нормального режиму роботи підстанції.

Samg), в якому знаходиться величина розрахункового навантаження трансформатора Sp (для трансформаторів, визначає номінальну потужність трансформатора по допустимому навантаженні для нормального режиму роботи підстанції

За табл. 3.5 для відповідного виду навантаження встановлюється номінальна потужність трансформатора по допустимої аварійної навантаженні виходячи з умови:

5 для відповідного виду навантаження встановлюється номінальна потужність трансформатора по допустимої аварійної навантаженні виходячи з умови:

Залежно від можливих режимів роботи трансформатора вибір потужності його здійснюється за табл. 3.4 або по табл. 3.4, 3.5.

Оскільки вибір кількості і потужності трансформаторів, особливо споживчих підстанцій 6-10 / 0,4-0,23 кВ, визначається найчастіше економічним фактором, то істотним при цьому є врахування компенсації реактивної потужності в електричних мережах споживача.

Компенсуючи реактивну потужність в мережах до 1 кВ, можна зменшити кількість ТП 10 / 0,4, їх номінальну потужність.

Особливо це істотно для промислових споживачів, в мережах до 1 кВ яких доводиться компенсувати значні величини реактивних навантажень. Існуюча методика з проектування компенсації реактивної потужності в електричних мережах промислових підприємств передбачає вибір потужності компенсуючих пристроїв і одночасно - кількості трансформаторів підстанцій і їх потужності.

Таким чином, з урахуванням вищевикладеного, а також складнощів безпосередніх економічних розрахунків, швидкозмінних вартісних показників будівництва підстанцій і вартості електроенергії вибір потужності силових трансформаторів при проектуванні нових і реконструкції діючих споживчих підстанцій 6-10 / 0,4-0,23 кВ може бути здійснений наступним чином:

Вибір потужності в мережах промислових підприємств

Вибір потужності в мережах промислових підприємств здійснюється за такими принципами:

  1. одинична потужність трансформаторів вибирається відповідно до рекомендацій питомої щільності розрахункового навантаження і повної розрахункового навантаження об'єкта;
  2. кількість трансформаторів підстанції та їх номінальну потужність визначають згідно з вказівками з проектування компенсації реактивної потужності в електричних мережах промислових підприємств [3] (див. також розділ 4.3);
  3. вибір потужності трансформаторів повинен здійснюватися з урахуванням рекомендованих коефіцієнтів завантаження (табл. 3.2) і допустимих аварійних перевантажень трансформаторів (табл. 3.3);
  4. при наявності типових графіків навантаження вибір слід вести відповідно до ГОСТ 1420985 та з урахуванням компенсації реактивної потужності в мережах до 1 кВ;

Вибір потужності в міських електричних мережах

  1. розташовуючи типовими графіками навантаження підстанції, вибір потужності трансформаторів слід виконувати відповідно до ГОСТ 1420985;
  2. знаючи вид навантаження підстанції, при відсутності типових графіків її доцільно керуватися методичними вказівками інституту «Росенергосетьпроект», тобто використовувати дані табл. 3.4,3.5.