Избор на брой и мощност на трансформаторите

Правилният избор на броя и капацитета на трансформаторите в подстанции на промишлени предприятия е един от важните въпроси на захранването и изграждането на рационални мрежи. При нормални условия трансформаторите трябва да осигуряват захранване на всички потребители на предприятието при техния номинален товар.

Броят на трансформаторите в подстанцията се определя от изискването за надеждност на захранването. При този подход най -добрият вариант е да инсталирате два трансформатора, осигурявайки непрекъснато захранване. потребители на работилници от всяка категория… Ако обаче в сервиза са инсталирани само приемници от категория II и III, тогава обикновено са по -икономичните единични трансформаторни подстанции.

При проектиране на мрежи в инсталация инсталирането на еднотрансформаторни подстанции се извършва в случай, че се осигурява съкращаване на потребителите чрез мрежата с ниско напрежение, както и когато е възможно да се смени повреден трансформатор в рамките на определено време.

Ориз. 1 Схеми на захранване на цеха с един (а) и два (б) трансформатора

Двутрансформаторни подстанции се използват със значителен брой потребители от II категория или в присъствието на потребители от I категория. Освен това се препоръчват двутрансформаторни подстанции с неравномерен дневен и годишен график на натоварване на предприятие, със сезонен режим на работа със значителна разлика в натоварването на смени. След това, когато натоварването намалява, един от трансформаторите се изключва.

Проблемът с избора на брой трансформатори се състои в избор между две опции (фиг. 1 а и б) опцията с най -добрите технически и икономически показатели. Оптималната версия на схемата за захранване се избира въз основа на сравнение на намалените годишни разходи за всяка опция:

Зi = Ce, i + kн, eKi + Yi,

където Ce, i — експлоатационни разходи на i -тата опция, kн, e — стандартен коефициент на ефективност, Ki — капиталови разходи за i -та опция, Ui — загуби на потребители от прекъсване на електрозахранването.

Трябва да се отбележи, че в случая на фиг. 1 (а), има пълно прекъсване на захранването и тук захранването на потребителите през резервна линия за напрежение 0,4 kV не може да се вземе предвид, тъй като такава верига е подобна на двутрансформаторна верига , но с по -лошо представяне поради дълга линия от 0,4 kV …

При сравняване на опции важна роля играе въпросът за бъдещото развитие на предприятието. Така например, ако в момента в магазина има потребители само от втората категория, тогава има смисъл да се обмислят опции. Но ако след една година се планира преоборудване на производството и в магазина се появят потребители от първа категория, тогава, разбира се, е необходимо да се избере опцията с два трансформатора.

По принцип инсталирането на два трансформатора осигурява надеждно захранване на потребителите. Това означава, че ако един трансформатор е повреден, вторият, отчитайки капацитета му на претоварване, осигурява 100% надеждност на захранването през времето, необходимо за ремонта на трансформатора.

Но има случаи, когато мощността на съществуващите два трансформатора стане недостатъчна, за да осигури захранване на всички приемници, например при инсталиране на по -мощно оборудване, промяна на режима на работа на електрическите приемници и т.н. След това се обмислят варианти за инсталиране на по -мощни трансформатори в подстанцията или инсталиране на трети трансформатор, за да се покрие увеличената мощност.

Вторият вариант изглежда за предпочитане, тъй като надеждността на подстанцията се увеличава, няма нужда да се продават стари трансформатори и капиталовите разходи за инсталиране на трети трансформатор, като правило, са много по-малко, отколкото при преоборудването на цялата подстанция.

Но тази опция не винаги е възможна, например при плътно развитие на територията на предприятието просто може да няма достатъчно място за допълнителен трансформатор. От друга страна, има значително усложнение на веригата, което може да не е възможно, когато трансформаторите работят паралелно. Следователно разглеждането на опциите се извършва във всеки конкретен случай поотделно.

В допълнение към изискванията за надеждност, при избора на брой трансформатори трябва да се вземе предвид режимът на работа на приемниците. Така например, с нисък коефициент на запълване на кривата на натоварване, е икономически възможно да се инсталира не един, а два трансформатора.

На големи трансформаторни подстанции, GPP, като правило, броят на трансформаторите се избира не повече от два. Това се дължи главно на факта, че цената на превключващото оборудване от страната с по -високо напрежение на предприятието е съизмерима с цената на трансформатор.

Избор на трансформатори по мощност

Препоръчва се да се избере мощността на трансформаторите на GPP и цеховите трансформатори (с изключение на случаите на рязко променлив график на натоварване), препоръчително е да се избере средното натоварване за най -натоварената смяна, последвано от проверка и настройка според специфичната консумация на електроенергия на единица продукция, получена в резултат на проучвания на електрическите натоварвания на предприятията.

За непрекъснато захранване на товари от първа и втора категория се препоръчва да се монтират два трансформатора с коефициент на натоварване в нормален режим от 0,6 — 0,7 на GPP на промишлени предприятия.

Препоръчително е да се вземат следните коефициенти на натоварване за трансформатори на търговски подстанции: двутрансформатор с преобладаващо натоварване от първа категория — 0,65 — 0,7, еднотрансформаторен с преобладаващо натоварване от втора категория и резервиране за джъмперите на вторичното напрежение — 0,7 — 0,8.

Броят и капацитетът на цеховите трансформатори трябва да бъдат избрани въз основа на технически и икономически изчисления. В същото време, в първо приближение, мощността на трансформаторите в мрежи с напрежение 380 V може да бъде взета въз основа на следните специфични плътности на натоварване: до 1000 kVA при плътности до 0,2 kV-A / m2, 1600 kVA при плътности 0,2 — 0,3 kVA / m2, 1600 — 2500 kVA при плътности 0,3 kVA / m2 и още.

Мащаб на стандартни мощности на силови трансформатори

У нас е възприет единен мащаб на трансформаторните мощности. Изборът на рационална скала е една от основните задачи при оптимизиране на промишлените системи за захранване. Днес има две скали за мощност: със стъпка 1.35 и със стъпка 1.6. Тоест, първата скала включва мощности: 100, 135, 180, 240, 320, 420, 560 kVA и т.н., а втората включва 100, 160, 250, 400, 630, 1000 kVA и пр. Трансформатори на първата скала на мощността в момента те не се произвеждат и се използват на вече съществуващи трансформаторни подстанции, а втората скала на мощностите се използва за проектиране на нови трансформаторни подстанции.

Трябва да се отбележи, че скалата с коефициент 1,35 е по -изгодна по отношение на натоварването на трансформатора. Например, когато два трансформатора работят с коефициент на натоварване 0,7, когато единият от тях е изключен, другият е претоварен с 30%. Този режим на работа отговаря на изискванията на условията на работа на трансформатора. По този начин силата му може да бъде напълно използвана.

При допустимо претоварване от 40%се появява недостатъчно използване на инсталираната мощност на трансформатори със скала 1.6.

Да предположим, че два трансформатора на трансформаторната подстанция работят отделно и натоварването на всеки е 80 kVA, когато един от тях е изключен, вторият трябва да осигури товар от 160 kVA.Опцията за инсталиране на два трансформатора от 100 kVA не може да бъде приета, тъй като в този случай претоварването ще бъде 60%, когато един трансформатор бъде изключен от работа. При инсталиране на трансформатори от 160 kVA това води до натоварването им в нормален режим само с 50%.

Когато използвате везна със стъпка 1.35, можете да инсталирате трансформатори с капацитет 135 kVA, тогава натоварването им в нормален режим ще бъде 70%, а при аварийно претоварване ще бъде не повече от 40%.

Въз основа на този пример можете да видите, че скалата със стъпка 1.35 е по -рационална. И около 20% от мощността на произвежданите трансформатори не се използва. Възможно решение на този проблем е инсталирането на два трансформатора на трансформаторна подстанция с различна мощност. Това решение обаче не може да се счита за технически рационално, тъй като когато трансформатор с по -голяма мощност бъде изведен от експлоатация, оставащият трансформатор няма да покрие целия товар на цеха.

Възниква естествен въпрос: каква е причината за преминаването към нов набор от капацитети? Отговорът очевидно се крие в намаляване на разнообразието от капацитети за унифициране на оборудването: не само трансформатори, но и в непосредствена близост до него (превключватели, превключватели за прекъсване на товара, разединители и т.н.).

Въз основа на всичко казано, изборът на броя и мощността на трансформаторите за захранване на фабрични подстанции се извършва по следния начин:

1) броят на трансформаторите на трансформаторната подстанция се определя въз основа на надеждността на захранването, като се вземе предвид категорията на приемниците;

2) се избират най -близките опции за захранване на избраните трансформатори (не повече от три), като се вземе предвид допустимото им натоварване в нормален режим и допустимото претоварване в авариен режим;

3) икономически осъществимо решение се определя от очертаните варианти, приемливи за специфични условия;

4) се взема предвид възможността за разширяване или развитие на трансформаторната подстанция и се разглежда въпросът за евентуалното монтиране на по -мощни трансформатори на същите основи или се предвижда възможността за разширяване на подстанцията чрез увеличаване на броя на трансформаторите.