Трансформаторске подстанице у системима напајања

Области примене једно- и двотрансформаторских трафостаница

По правилу се користе једно- и двотрансформаторски системи напајања трафостанице... Употреба три трафо-станице изазива додатне капиталне трошкове и повећава годишње трошкове експлоатације. Три трафо-станице се ретко користе као принудно решење приликом реконструкције, проширења трафостанице, са посебним системом напајања за електрична и расветна оптерећења, при напајању нагло наизменичних оптерећења.

Трансформаторске подстанице са једним трансформатором 6-10 / 0,4 кВ користе се при снабдевању оптерећења која дозвољавају прекид напајања у периоду од највише 1 дан, што је неопходно за поправку или замену оштећеног елемента (напајање потрошача енергије ИИИ категорије), као и за напајање потрошача енергије ИИ категорије, под условом смањења напајања скакачима секундарног напона или уз присуство резерве трансформатора.

Трансформаторске подстанице са једним трансформатором су такође корисне у смислу да ако рад предузећа прате периоди ниског оптерећења, онда је могуће због присуства краткоспојника између трансформаторских станица искључити део секундарног напонског трансформатора, чиме стварање економски целисходног начина рада трансформатора .

Под економским начином рада трансформатора подразумева се режим који обезбеђује минималне губитке снаге у трансформаторима. У овом случају је решен проблем избора оптималног броја радних трансформатора.

Такве трансформаторске подстанице могу бити економичне у смислу максималне конвергенције напона од 6-10 кВ до потрошача енергије, смањујући дужину мрежа на 1 кВ због децентрализације трансформације електричне енергије. У овом случају, проблем је решен у корист коришћења две једнотрансформаторске трафостанице у односу на једну двотрансформаторску трафостаницу.

Користе се трансформаторске подстанице са два трансформатора са превлашћу електричних потрошача категорије И и ИИ. У овом случају, снага трансформатора се бира тако да када један од њих напусти рад, други трансформатор са дозвољеним преоптерећењем преузима оптерећење свих потрошача (у овој ситуацији могуће је привремено искључити електричне потрошаче категорије ИИИ). Такве трафостанице су такође пожељне, без обзира на категорију корисника, у присуству неуједначеног дневног или годишњег распореда оптерећења.У овим случајевима је повољно променити прикључну снагу трансформатора, на пример, у присуству сезонских оптерећења, једна или две смене раде са значајно другачијим оптерећењем смене.

Напајање насеље, градски округ, радионицу, групу радионица или цело предузеће може обезбедити једна или више трансформаторских станица. Могућност изградње једно- или двотрансформаторских трафостаница утврђује се као резултат техничко-економског поређења више опција за систем напајања... Критеријум за избор опције је минимум смањених трошкова за изградњу електране. систем напајања. Упоређене опције треба да обезбеде потребан ниво поузданости напајања.

У системима напајања индустријских предузећа најчешће се користе следећи јединични капацитети трансформатора: 630, 1000, 1600 кВ × А, у електричним мрежама градова — 400, 630 кВ × А. Пракса пројектовања и рада је показала да потребно је користити исти тип трансформатора са истом снагом, јер њихова разноликост ствара непријатности у одржавању и узрокује додатне трошкове поправке.

Избор снаге трансформатора на трафостаницама

Генерално, избор енергетских трансформатора се врши на основу следећих основних улазних података: процењено оптерећење објекта за напајање, трајање максималног оптерећења, брзина повећања оптерећења, цена електричне енергије, носивост трансформатора и њихово економско оптерећење.

Главни критеријум за избор јединичне снаге трансформатораелектрична подстаница је, као и код избора броја трансформатора, минимум смањених трошкова добијен на основу техничко-економског поређења опција.

Приближно, избор јединичне снаге трансформатора може се извршити према специфичној пројектованој густини оптерећења (кВ × А / м2) и пуном пројектованом оптерећењу локације (кВ × А).

Са специфичном густином оптерећења до 0,2 кВ × А / м2 и укупним оптерећењем до 3000 кВ × А, препоручује се употреба 400 трансформатора; 630; 1000 кВА са секундарним напоном 0,4 / 0,23 кВ. При специфичној густини и укупном оптерећењу изнад наведених вредности, економичнији су трансформатори снаге 1600 и 2500 кВА.

Међутим, ове препоруке нису довољно утемељене због брзих промена цена електричне опреме, а посебно ТП.

У пракси пројектовања трансформатори трансформаторских подстаница се често бирају према пројектном оптерећењу објекта и препорученим коефицијентима економског оптерећења трансформатора Кзе = СР / Сн.т., у складу са подацима у табели.

Препоручени фактори оптерећења трансформатора за радионицу ТП

Фактор оптерећења трансформатора Врста трансформаторске подстанице и природа оптерећења 0,65 ... 0,7 Две трансформаторске трансформаторске подстанице са преовлађујућим оптерећењем И категорије 0,7 ... 0,8 Једноструке трансформаторске трафостанице са претежно оптерећењем ИИ категорије у присуству међусобног залиха у краткоспојницима са другим трафостаницама на секундарном напону 0,9 … 0,95 трансформаторске станице са оптерећењем ИИИ категорије или са претежним оптерећењем ИИ категорије са могућношћу коришћења резерве залиха трансформатора

Приликом избора снаге трансформатора, важно је правилно размотрити њихову носивост.

Под носивошћу трансформатора, скуп дозвољених оптерећења, систематских и ванредних преоптерећења подразумева се из прорачуна топлотног хабања изолације трансформатора. Ако не узмете у обзир носивост трансформатора, онда при избору можете неоправдано прецијенити њихову називну снагу, што је економски непрактично.

У већини трафостаница оптерећење трансформатора варира и дуго остаје испод номиналног. Значајан део трансформатора се бира узимајући у обзир пост-хитни режим и стога обично остају недовољно оптерећени дуго времена. Поред тога, енергетски трансформатори су дизајнирани да раде на дозвољеној температури околине од + 40 ° Ц. У ствари, они раде у нормалним условима на температури околине до 20 ... 30 ° Ц. Дакле, енергетски трансформатор у одређеном тренутку може се преоптеретити, узимајући у обзир горе наведене околности, без оштећења утврђеног радног века (20 ... 25 година).

На основу студија различитих начина рада трансформатора развијен је ГОСТ 14209-85, који регулише дозвољена систематска оптерећења и хитна преоптерећења енергетских уљних трансформатора опште намене капацитета до 100 мВ × А укључујући типове хлађења М, Д , ДЦ и Ц , узимајући у обзир температуру медијума.

За одређивање систематских оптерећења и ванредних преоптерећења у складу са ГОСТ 14209-85, такође је неопходно знати почетно оптерећење које претходи преоптерећењу и трајање преоптерећења. Ови подаци се одређују из стварне почетне криве оптерећења (привидна снага или струја) претворене у термички еквивалент у правоугаоној двостепеној или вишестепеној кривој.

Због потребе поседовања реалне оригиналне криве оптерећења може се извршити прорачун дозвољених оптерећења и преоптерећења у складу са за постојеће трафостанице ради провере прихватљивости постојећег распореда оптерећења, као и утврђивања могућих опција дневних распореда са максималне вредности фактора оптерећења у претходном тренутку режима преоптерећења и у режиму преоптерећења.

У фазама пројектовања трафостанице могу се користити типичне криве оптерећења или, у складу са препорукама такође предложеним у ГОСТ 14209-85, изабрати снагу трансформатора према условима хитног преоптерећења.

Затим, за трафостанице у којима је могуће ванредно преоптерећење трансформатора (двотрансформаторски, једнотрансформатор са резервним прикључцима на секундарној страни), ако су познати прорачунско оптерећење локације Сп и коефицијент дозвољеног хаваријског преоптерећења Кз.ав. називна снага трансформатора одређује се као

Универзитет примењених наука = Сп / Кз.ав

Такође треба напоменути да је оптерећење трансформатора веће од његове називне снаге дозвољено само када је систем за хлађење трансформатора у добром радном стању и потпуно укључен.

Што се тиче типичних графикона, они су тренутно дизајнирани за ограничен број чворова оптерећења.

Пошто је избор броја и снаге трансформатора, посебно потрошачких трафостаница 6-10/0,4-0,23 кВ, често одређен углавном економским фактором, неопходно је водити рачуна о компензацији реактивне снаге у електричним мрежама корисник.

Компензацијом реактивне снаге у мрежама до 1 кВ могуће је смањити број трансформаторских станица 10/0,4, њихову називну снагу. Ово је посебно важно за индустријске кориснике, у мрежама до 1 кВ, који морају да компензују значајне вредности реактивних оптерећења. Постојећа методологија за пројектовање компензације реактивне снаге у електричним мрежама индустријских предузећа подразумева избор капацитета компензационих уређаја уз истовремени избор броја трансформатора трафостанице и њиховог капацитета.

Дакле, имајући у виду наведено, сложеност директних економских прорачуна, с обзиром на брзе промене показатеља трошкова изградње трафостаница и трошкова електричне енергије, при пројектовању нових и реконструкцији постојећих потрошачких трафостаница 6-10/0, 4 -0,23 кВ, избор снаге трансформатора може се извршити на следећи начин:

— у индустријским мрежама:

а) изабрати јединичну снагу трансформатора у складу са препорукама за специфичну густину пројектног оптерећења и пуно пројектно оптерећење објекта;

б) број трансформатора подстанице и њихова називна снага морају бити одабрани у складу са смерницама за пројектовање компензација реактивне снаге у електричним мрежама индустријских предузећа;

ц) избор снаге трансформатора мора се вршити узимајући у обзир препоручене факторе оптерећења и дозвољена ванредна преоптерећења трансформатора;

г) у присуству типичних распореда оптерећења, избор се мора извршити у складу са ГОСТ 14209-85, узимајући у обзир компензацију реактивне снаге у мрежама до 1 кВ;

— у градским електричним мрежама:

а) са доступним типичним кривама оптерећења трафостанице, избор снаге трансформатора треба извршити у складу са ГОСТ 14209-85;

б) знајући врсту оптерећења трафостанице, у недостатку њених типичних распореда, препоручљиво је извршити избор у складу са методолошким упутствима.

Пример. Избор броја и капацитета трансформатора радионичких трафо станица према следећим почетним подацима: Пр = 250 кВ, Кп = 270 квар; категорија електричних пријемника радионице према степену поузданости напајања — 3.

Одговор. Потпуни дизајнерски капацитет радионице.

Од дизајнерска снага (377 кВ × А) потребан ниво поузданости напајања (3. категорија потрошача електричне енергије) може се узети као једнотранспортна трафостаница снаге трансформатора Снт = 400 кВ × А.

Фактор оптерећења трансформатора ће бити

који испуњава релевантне услове.