Voľba počtu a výkonu transformátorov

Správny výber počtu a kapacity transformátorov v rozvodniach priemyselných podnikov je jednou z dôležitých otázok napájania a výstavby racionálnych sietí. Za normálnych podmienok musia transformátory napájať všetkých používateľov podniku pri ich menovitom zaťažení.

Počet transformátorov v rozvodni je určený požiadavkou spoľahlivosti napájania. V tomto prístupe je najlepšou možnosťou inštalácia dvoch transformátorov, ktoré poskytujú neprerušované napájanie. dielenských užívateľov akejkoľvek kategórie… Ak sú však v prevádzke inštalované iba prijímače kategórie II a III, potom zvyčajne hospodárnejšie jednotlivé transformátorové rozvodne.

Pri projektovaní sietí v inštalácii sa inštalácia jednotransformátorových rozvodní vykonáva v prípade, že je cez nízkonapäťovú sieť zabezpečený skrat spotrebiteľov, ako aj vtedy, keď je možné vymeniť poškodený transformátor v určitom čase.

Ryža. 1 Dielenské schémy napájania s jedným (a) a dvoma (b) transformátormi

Dvojtransformátorové rozvodne sa používajú s významným počtom používateľov kategórie II alebo v prítomnosti používateľov kategórie I. Okrem toho sa odporúčajú dvojtransformátorové rozvodne s nerovnomerným denným a ročným rozvrhom zaťaženia podniku, so sezónnym režimom prevádzky s výrazným rozdielom v zaťažení zmien. Potom, keď sa zaťaženie zníži, jeden z transformátorov sa vypne.

Problém výberu počtu transformátorov spočíva vo výbere medzi dvoma možnosťami (obr. 1a a b) možnosťou s najlepšími technickými a ekonomickými ukazovateľmi. Optimálna verzia schémy napájania sa vyberá na základe porovnania znížených ročných nákladov pre každú možnosť:

Γi = Ce, i + kn, eKi + Yi,

kde Ce, i — prevádzkové náklady i-tej možnosti, kn, e — štandardný faktor účinnosti, Ki — kapitálové náklady i-tej možnosti, Ui — straty spotrebiteľov v dôsledku prerušenia dodávky energie.

Treba poznamenať, že v prípade obr. 1 písm. a), došlo k úplnému výpadku napájania a tu nie je možné brať do úvahy napájanie spotrebičov cez záložné vedenie pre napätie 0,4 kV, keďže takýto obvod je podobný dvojtransformátorovému obvodu, avšak s horším výkonom v dôsledku na dlhé vedenie od 0,4 kV...

Pri porovnávaní možností zohráva dôležitú úlohu otázka budúceho vývoja podniku. Ak sa teda v obchode momentálne nachádzajú napríklad len používatelia z druhej kategórie, potom má zmysel zvážiť možnosti. Ak sa však po roku plánuje opätovné vybavenie výroby a v obchode sa objavia spotrebitelia prvej kategórie, potom je samozrejme potrebné zvoliť možnosť s dvoma transformátormi.

Inštalácia dvoch transformátorov v zásade poskytuje spotrebiteľom spoľahlivé napájanie. To znamená, že pri poškodení jedného transformátora druhý, s prihliadnutím na jeho preťaženie, zabezpečí 100% spoľahlivosť napájania počas doby potrebnej na opravu transformátora.

Existujú však prípady, keď výkon existujúcich dvoch transformátorov nestačí na napájanie všetkých prijímačov, napríklad pri inštalácii výkonnejších zariadení, zmene režimu prevádzky elektrických prijímačov atď. Potom sa zvažujú možnosti inštalácie výkonnejších transformátorov v rozvodni alebo inštalácie tretieho transformátora na pokrytie zvýšeného výkonu.

Druhá možnosť sa zdá byť vhodnejšia, pretože spoľahlivosť rozvodne sa zvyšuje, nie je potrebné predávať staré transformátory a kapitálové náklady na inštaláciu tretieho transformátora sú spravidla oveľa nižšie ako pri prestavbe celej rozvodne. .

Táto možnosť však nie je vždy možná, napríklad pri hustom rozvoji územia podniku jednoducho nemusí byť dostatok miesta pre ďalší transformátor. Na druhej strane existuje značná zložitosť obvodu, ktorá nemusí byť možná, keď transformátory pracujú paralelne. Zvažovanie možností sa preto vykonáva od prípadu k prípadu.

Okrem požiadaviek na spoľahlivosť by sa pri výbere počtu transformátorov mal brať do úvahy režim prevádzky prijímačov. Napríklad pri nízkom faktore plnenia krivky zaťaženia je ekonomicky možné inštalovať nie jeden, ale dva transformátory.

Zapnuté veľké trafostanice, GPP, spravidla sa počet transformátorov nevyberá viac ako dva. Je to spôsobené najmä tým, že náklady na spínacie zariadenia na strane podniku s vyšším napätím sú porovnateľné s nákladmi na transformátor.

Výber transformátorov podľa výkonu

Odporúča sa zvoliť výkon transformátorov GPP a dielenských transformátorov (okrem prípadov výrazne premenlivého rozvrhu zaťaženia), odporúča sa zvoliť priemerné zaťaženie pre najvyťaženejšiu zmenu, po ktorej nasleduje kontrola a nastavenie podľa špecifickej spotreby energie a jednotka výroby získaná ako výsledok štúdií elektrického zaťaženia podnikov.

Pre nepretržité napájanie záťaží prvej a druhej kategórie sa odporúča inštalovať dva transformátory s faktorom zaťaženia v normálnom režime 0,6 - 0,7 na GPP priemyselných podnikov.

Pre transformátory komerčných rozvodní sa odporúča brať tieto koeficienty zaťaženia: dvojtransformátor s prevažujúcim zaťažením prvej kategórie — 0,65 — 0,7, jednotransformátorový s prevažujúcim zaťažením druhej kategórie a redundanciou pre prepojky sekundárneho napätia — 0,7 — 0,8.

Počet a kapacita dielenských transformátorov by sa mali vyberať na základe technických a ekonomických výpočtov. Súčasne v prvej aproximácii možno výkon transformátorov v sieťach s napätím 380 V odobrať na základe nasledujúcich špecifických hustôt zaťaženia: do 1000 kVA pri hustotách do 0,2 kV-A / m2, 1600 kVA pri hustotách 0,2 — 0,3 kVA / m2, 1600 — 2500 kVA pri hustotách 0,3 kVA / m2 a viac.

Stupnica štandardných výkonov výkonových transformátorov

V našej krajine bola prijatá jednotná stupnica kapacít transformátorov. Výber racionálnej mierky je jednou z hlavných úloh pri optimalizácii priemyselných energetických systémov. Dnes existujú dve výkonové stupnice: s krokom 1,35 a s krokom 1,6. To znamená, že prvá stupnica zahŕňa výkony: 100, 135, 180, 240, 320, 420, 560 kVA atď. a druhá zahŕňa 100, 160, 250, 400, 630, 1000 kVA atď. Transformátory prvého výkonová stupnica, ktoré sa v súčasnosti nevyrábajú a používajú sa na už existujúcich transformátorových staniciach a druhá výkonová stupnica slúži na návrh nových transformátorových staníc.

Treba si uvedomiť, že z hľadiska zaťaženia transformátora je výhodnejšia stupnica s koeficientom 1,35. Napríklad, keď dva transformátory pracujú s faktorom zaťaženia 0,7, keď je jeden z nich vypnutý, druhý je preťažený o 30 %. Tento spôsob prevádzky spĺňa požiadavky prevádzkových podmienok transformátora. Takto sa dá naplno využiť jeho sila.

Pri prípustnom preťažení 40% dochádza k nevyužitiu inštalovaného výkonu transformátorov so stupnicou 1,6.

Predpokladajme, že dva transformátory trafostanice pracujú oddelene a záťaž každého z nich je 80 kVA, pričom pri odpojení jedného z nich musí druhý poskytovať záťaž 160 kVA Možnosť inštalácie dvoch transformátorov 100 kVA nemôže byť akceptovaná. , pretože v tomto prípade bude preťaženie 60 %, keď je jeden transformátor mimo prevádzky. Pri inštalácii 160 kVA transformátorov to má za následok ich zaťaženie v normálnom režime len o 50 %.

Pri použití stupnice s krokom 1,35 môžete nainštalovať transformátory s kapacitou 135 kVA, potom ich zaťaženie v normálnom režime bude 70% a pri núdzovom preťažení nebude viac ako 40%.

Na základe tohto príkladu môžete vidieť, že mierka s krokom 1,35 je racionálnejšia. A asi 20% výkonu vyrobených transformátorov sa nevyužíva. Možným riešením tohto problému je inštalácia dvoch transformátorov na trafostanici s rôznym výkonom. Toto riešenie však nemožno považovať za technicky racionálne, pretože pri vyradení transformátora s vyšším výkonom z prevádzky zvyšný transformátor nepokryje celú záťaž dielne.

Vzniká prirodzená otázka: aký je dôvod prechodu na nový súbor kapacít? Odpoveď samozrejme spočíva v znížení rozmanitosti kapacít na zjednotenie zariadení: nielen transformátory, ale aj v ich tesnej blízkosti (prepínače, záťažové vypínače, odpojovače atď.).

Na základe všetkého, čo bolo povedané, sa výber počtu a výkonu transformátorov na napájanie závodných rozvodní vykonáva takto:

1) počet transformátorov transformačnej stanice sa určuje na základe spoľahlivosti napájania, berúc do úvahy kategóriu prijímačov;

2) vyberú sa najbližšie možnosti napájania vybraných transformátorov (nie viac ako tri), berúc do úvahy ich prípustné zaťaženie v normálnom režime a prípustné preťaženie v núdzovom režime;

3) ekonomicky realizovateľné riešenie je určené načrtnutými možnosťami, prijateľnými pre konkrétne podmienky;

4) zohľadňuje sa možnosť rozšírenia alebo rozvoja trafostanice a zvažuje sa otázka prípadnej inštalácie výkonnejších transformátorov na rovnakých základoch alebo sa uvažuje s možnosťou rozšírenia trafostanice zvýšením počtu transformátorov.