Transformátorové rozvodne v napájacích systémoch

Oblasti použitia jedno- a dvojtransformátorových rozvodní

Spravidla sa používajú napájacie systémy jedno- a dvojtransformátorových rozvodní... Použitie troch transformátorových staníc spôsobuje dodatočné kapitálové náklady a zvyšuje ročné prevádzkové náklady. Tri trafostanice sa ako nútené riešenie pri rekonštrukcii, rozšírení rozvodne, s oddeleným systémom napájania elektrickej a svetelnej záťaže, pri napájaní prudko striedavých záťaží používajú zriedka.

Trafostanice s jedným transformátorom 6-10 / 0,4 kV sa používajú pri napájaní záťaží, ktoré umožňujú prerušenie napájania na dobu nie dlhšiu ako 1 deň, čo je potrebné na opravu alebo výmenu poškodeného prvku (napájanie spotrebičov energie kategórie III), ako aj na napájanie spotrebičov energie kategórie II, s výhradou zníženia napájania prepojkami sekundárneho napätia alebo za prítomnosti zásobnej rezervy transformátorov.

Transformátorové rozvodne s jedným transformátorom sú užitočné aj v tom zmysle, že ak je prevádzka podniku sprevádzaná obdobiami nízkeho zaťaženia, potom je možné vďaka prítomnosti prepojok medzi transformátorovými rozvodňami vypnúť časť sekundárneho transformátora napätia, čím vytvorenie ekonomicky výhodného režimu prevádzky transformátorov .

Ekonomický režim prevádzky transformátorov sa chápe ako režim, ktorý zabezpečuje minimálne straty výkonu v transformátoroch. V tomto prípade je vyriešený problém výberu optimálneho počtu pracovných transformátorov.

Takéto trafostanice môžu byť ekonomické z hľadiska maximálnej konvergencie napätia 6-10 kV k spotrebiteľom energie, čím sa zmenšuje dĺžka sietí na 1 kV v dôsledku decentralizácie transformácie elektrickej energie. V tomto prípade je problém vyriešený v prospech použitia dvoch jednotransformátorových verzus jednej dvojtransformátorovej rozvodne.

Trafostanice s dvoma transformátormi sa používajú s prevahou elektrických spotrebičov kategórie I a II. V tomto prípade je výkon transformátorov zvolený tak, že keď jeden z nich opustí prácu, druhý transformátor s prípustným preťažením prevezme zaťaženie všetkých spotrebiteľov (v tejto situácii je možné dočasne vypnúť elektrické spotrebiče kategórie III). Takéto rozvodne sú tiež žiaduce, bez ohľadu na kategóriu používateľov, v prípade nerovnomerného denného alebo ročného rozvrhu zaťaženia.V týchto prípadoch je výhodné meniť pripojený výkon transformátorov, napríklad pri sezónnom zaťažení pracujú na jednu alebo dve zmeny s výrazne odlišným zaťažením zmeny.

Zdroj sídlisko, mestská časť, dielňa, skupina dielní alebo celý podnik môže byť zabezpečený jednou alebo viacerými trafostanicami. Možnosť výstavby jedno- alebo dvojtransformátorových staníc je určená ako výsledok technicko-ekonomického porovnania viacerých variantov systému napájania... Kritériom výberu variantu je minimum znížených nákladov na výstavbu rozvodne. napájací systém. Porovnávané možnosti by mali zabezpečiť požadovanú úroveň spoľahlivosti napájania.

V napájacích sústavách priemyselných podnikov sa najčastejšie používajú tieto jednotkové výkony transformátorov: 630, 1000, 1600 kV × A, v elektrických sieťach miest 400, 630 kV × A. Projekčná a prevádzková prax ukázala napr. je potrebné použiť rovnaký typ transformátorov s rovnakým výkonom, pretože ich rôznorodosť spôsobuje nepríjemnosti pri údržbe a spôsobuje dodatočné náklady na opravy.

Výber výkonu transformátorov v trafostaniciach

Vo všeobecnosti sa výber výkonových transformátorov vykonáva na základe týchto základných vstupných údajov: odhadované zaťaženie napájacieho zariadenia, trvanie maximálneho zaťaženia, rýchlosť nárastu zaťaženia, náklady na elektrickú energiu, únosnosť transformátorov a ich ekonomické zaťaženie.

Hlavné kritérium pre výber jednotky výkonu transformátorovelektrická rozvodňa je, rovnako ako pri výbere počtu transformátorov, minimum znížených nákladov získaných na základe technicko-ekonomického porovnania možností.

Približne možno výber jednotkového výkonu transformátorov vykonať podľa špecifickej projektovanej hustoty zaťaženia (kV × A / m2) a plného projektového zaťaženia lokality (kV × A).

Pri špecifickej hustote zaťaženia do 0,2 kV × A / m2 a celkovom zaťažení do 3 000 kV × A sa odporúča použiť 400 transformátorov; 630; 1000 kVA so sekundárnym napätím 0,4 / 0,23 kV. Pri mernej hustote a celkovom zaťažení nad uvedené hodnoty sú ekonomickejšie transformátory s výkonom 1600 a 2500 kVA.

Tieto odporúčania však nie sú dostatočne podložené vzhľadom na rýchlo sa meniace ceny elektrozariadení a najmä TP.

Transformátory trafostaníc sa v projekčnej praxi často vyberajú podľa projektového zaťaženia objektu a odporúčaných koeficientov ekonomického zaťaženia transformátorov Kze = СР / Сн.т., v súlade s údajmi v tabuľke.

Odporúčané koeficienty zaťaženia transformátorov pre dielenské TP

Koeficient zaťaženia transformátora Typ transformátorovej stanice a charakter zaťaženia 0,65 ... 0,7 Dve transformátorové transformačné stanice s prevažujúcim zaťažením kategórie I 0,7 ... 0,8 Transformátorové stanice s prevažujúcim zaťažením kategórie II pri vzájomnej redundancii v prepojkách s inými rozvodňami na sekundárnom napätí 0,9 … 0,95 trafostanice so záťažou kategórie III alebo s prevažujúcim zaťažením kategórie II s možnosťou využitia zásobnej rezervy transformátorov

Pri výbere výkonu transformátorov je dôležité správne zvážiť ich zaťažiteľnosť.

Pod zaťažiteľnosťou transformátora sa z výpočtu tepelného opotrebovania izolácie transformátora rozumie súbor prípustných zaťažení, systematických a núdzových preťažení. Ak neberiete do úvahy nosnosť transformátorov, potom môžete pri výbere neoprávnene nadhodnotiť ich menovitý výkon, čo je ekonomicky nepraktické.

Vo väčšine rozvodní sa zaťaženie transformátorov mení a zostáva po dlhú dobu pod nominálnou hodnotou. Značná časť transformátorov je volená s ohľadom na pohavarijný režim, a preto väčšinou zostávajú dlhodobo pod zaťažené. Okrem toho sú výkonové transformátory navrhnuté tak, aby pracovali pri prípustnej teplote okolia + 40 ° C. V skutočnosti pracujú za normálnych podmienok pri teplote okolia až do 20 ... 30 ° C. Preto výkonový transformátor v určitom okamihu môže byť preťažený, berúc do úvahy vyššie uvedené okolnosti, bez poškodenia stanovenej životnosti (20 ... 25 rokov).

Na základe štúdií rôznych režimov prevádzky transformátorov bol vyvinutý GOST 14209-85, ktorý reguluje prípustné systematické zaťaženie a núdzové preťaženie univerzálnych výkonových olejových transformátorov s kapacitou do 100 mV × A vrátane typov chladenia M, D , DC a C , berúc do úvahy teplotu média.

Na určenie systematického zaťaženia a núdzového preťaženia v súlade s GOST 14209-85 je tiež potrebné poznať počiatočné zaťaženie predchádzajúce preťaženiu a trvanie preťaženia. Tieto údaje sú určené zo skutočnej krivky počiatočného zaťaženia (zdanlivý výkon alebo prúd) prepočítanej na tepelný ekvivalent v obdĺžnikovej dvoj- alebo viacstupňovej krivke.

Vzhľadom na potrebu mať skutočnú pôvodnú krivku zaťaženia je možné vykonať výpočet prípustných zaťažení a preťažení v súlade s pre existujúce rozvodne na kontrolu prípustnosti existujúceho harmonogramu zaťaženia, ako aj na určenie možných možností pre denné harmonogramy s maximálne hodnoty zaťažovacích faktorov v predchádzajúcom okamihu režimu preťaženia av režime preťaženia.

V etapách návrhu rozvodne sa môžu použiť typické krivky zaťaženia alebo v súlade s odporúčaniami navrhnutými aj v GOST 14209-85 zvoliť výkon transformátora podľa podmienok núdzového preťaženia.

Potom pre rozvodne, kde je možné havarijné preťaženie transformátorov (dvojtransformátorový, jednotransformátorový so záložnými prípojkami na sekundárnej strane), ak je známe vypočítané zaťaženie lokality Sp a koeficient prípustného havarijného preťaženia Kz.av. menovitý výkon transformátora je určený ako

Univerzita aplikovaných vied = Sp / Kz.av

Treba tiež poznamenať, že zaťaženie transformátora nad jeho menovitý výkon je povolené len vtedy, keď je chladiaci systém transformátora v dobrom prevádzkovom stave a plne zapojený.

Pokiaľ ide o typické grafy, v súčasnosti sú navrhnuté pre obmedzený počet uzlov zaťaženia.

Keďže výber počtu a výkonu transformátorov, najmä odberných rozvodní 6-10 / 0,4-0,23 kV, je často determinovaný najmä ekonomickým faktorom, je nevyhnutné brať do úvahy kompenzáciu jalového výkonu v elektrických sieťach užívateľ.

Kompenzáciou jalového výkonu v sieťach do 1 kV je možné znížiť počet 10 / 0,4 transformátorových staníc, ich menovitý výkon. Toto je obzvlášť dôležité pre priemyselných používateľov v sieťach do 1 kV, ktoré musia kompenzovať významné hodnoty jalového zaťaženia. Existujúca metodika pre návrh kompenzácie jalového výkonu v elektrických sieťach priemyselných podnikov a zahŕňa výber kapacity kompenzačných zariadení so súčasným výberom počtu transformátorov rozvodne a ich kapacity.

Teda, berúc do úvahy vyššie uvedené, zložitosť priamych ekonomických výpočtov, vzhľadom na rýchlo sa meniace ukazovatele nákladov na výstavbu rozvodní a nákladov na elektrickú energiu, pri projektovaní nových a rekonštrukciách existujúcich odberných staníc 6-10 / 0, 4 -0,23 kV, výber výkonu výkonového transformátora možno vykonať nasledovne:

— v priemyselných sieťach:

a) zvoliť jednotkový výkon transformátorov v súlade s odporúčaniami pre špecifickú hustotu projektovaného zaťaženia a plné projektové zaťaženie zariadenia;

b) počet transformátorov rozvodne a ich menovitý výkon sa musia zvoliť v súlade s projektovými pokynmi kompenzácia jalového výkonu v elektrických sieťach priemyselných podnikov;

c) výber výkonu transformátorov sa musí vykonať s prihliadnutím na odporúčané koeficienty zaťaženia a prípustné núdzové preťaženie transformátorov;

d) za prítomnosti typických rozvrhov zaťaženia sa výber musí vykonať v súlade s GOST 14209-85, berúc do úvahy kompenzáciu jalového výkonu v sieťach do 1 kV;

— v mestských elektrických sieťach:

a) s dostupnými typickými krivkami zaťaženia rozvodne by sa mal výber výkonu transformátora vykonať v súlade s GOST 14209-85;

b) so znalosťou typu zaťaženia rozvodne, ak neexistujú jej typické harmonogramy, odporúča sa vykonať výber v súlade s metodickými pokynmi.

Príklad. Výber počtu a výkonu transformátorov dielenských trafostaníc podľa týchto počiatočných údajov: Пр = 250 kW, Qp = 270 kvar; kategória elektrických prijímačov dielne podľa stupňa spoľahlivosti napájacieho zdroja — 3.

Odpoveď. Plná projektová kapacita dielne.

Od dizajnová sila (377 kV × A) požadovanú úroveň spoľahlivosti napájania (kategória 3 odberateľov elektriny) možno brať ako jednodopravnú rozvodňu s výkonom transformátora Snt = 400 kV × A.

Faktor zaťaženia transformátora bude

ktorý spĺňa príslušné požiadavky.