ДОМОСТРОЙСантехника и строительство
Раз уж Вы читаете данную статью, значит, конец света все-таки не наступил 
Итак, вернемся к теме, стоит задача запроектировать трансформаторную подстанцию. Есть какая-то расчетная нагрузка, согласно которой требуется подобрать трансформатор нужной мощности.
Существуют разные методики выбора силового трансформатора, но для проектировщика, на мой взгляд, они не годятся.
Я буду опираться лишь на требования нормативных документов.
По своему опыту могу сказать, что в основном применяют масляные трансформаторы, т.к. они дешевле. Применение сухого трансформатора должно быть обосновано.
Количество применяемых трансформаторов зависит от категории электроснабежения. Как правило, однотрансформаторные подстанции проектируют на объектах третей категории электроснабжения, двухтрансформаторые подстанции – второй и первой категории натежности.
Мощность двухтрансформаторных подстанций должна выбираться с учетом перегрузочной способности трансформатора в аварийном режиме.
Соотношения между коэффициентами допустимой перегрузки масляных трансформаторов в послеаварийном режиме и коэффициентами загрузки трансформаторов в нормальном режиме приведены в таблице.
| Коэффициент допустимой перегрузкимасляного трансформатора, определенныйсогласно ГОСТ 14209-85 | Коэффициент загрузки масляного,трансформатора в нормальном режиме | |
| двухтрансформат. подстанция | трехтрансформат. подстанция | |
| 1,0 | 0,5 | 0,666 |
| 1,1 | 0,55 | 0,735 |
| 1,2 | 0,6 | 0,8 |
| 1,3 | 0,65 | 0,86 |
| 1,4 | 0,7 | 0,93 |
Для сухих трансформаторов максимальное значение коэффициента допустимой перегрузки трансформатора следует принимать не более 1,2.
При заказе трансформатора лучше запросить у производителя соответствующие графики допустимых перегрузок. У разных производителей они могут отличаться.
Согласно СН 174-75 следует принимать следующие коэффициенты загрузки трансформаторов:
- для цехов с преобладающей нагрузкой I категории при двухтрансформаторных подстанциях — 0,65-0,7;
- для цехов с преобладающей нагрузкой II категории при однотрансформаторных подстанциях с взаимным резервированием трансформаторов — 0,7-0,8;
- для цехов с преобладающей нагрузкой II категории при возможности использования централизованного резерва трансформаторов и для цехов с нагрузками III категории — 0,9-0,95.
Отсюда можно заметить, что в нормальном режиме трансформатор должен быть загружен не более чем на 90-95%.
А сейчас я хочу остановиться на методических указаниях по выбору силового трансформатора.
По данной методичке выбор мощности трансформаторов должен выполняться с учетом их перегрузочной способности в нормальном и послеаварийном режимах работы.
Суть выбора трансформатора заключается в том, что нужно сравнить нашу полную мощность проектируемого объекта (кВА) с интервалами допустимой нагрузки трансформаторов для различных видов потребитилей в нормальном и аварийном режимах. В общем нужно проверить 3 условия.
В методических указаниях все очень подробно расписано, а также приведены 2 примера по выбору однотрансформаторной и двухтрансформаторной подстанций.
Но самое удивительное в том, что по данному методическому указанию наш трансформатор будет практически всегда работать с перегрузкой или будет загружен практически на 100%. Например, 135 кВА соответствует трансформатору 100 кВА.
Нормативные документы по выбору силовых трансформаторов:
- НТП ЭПП-94. Проектирование электроснабжения промышленных предприятий. Нормы технологического проектирования (РФ, вместо СН 174-75).
- СН 174-75. Инструкция по проектированию электроснабжения промышленных предприятий (вроде как не действует в РБ).
- Методические указания по выбору мощности силовых трансформаторов 10/0,4 кВ (РБ).
- ГОСТ 14209-97. Руководство по нагрузке силовых масляных трансформаторов.
Определение оптимального режима работы трансформаторов
Определение оптимальной загрузки трансформаторов
Приведем для примера график зависимости потерь активной мощности в трансформаторах от их числа ΔР(n) для трансформаторов ТМ 1600/10 и различных значений суммарной нагрузки подстанции. Кроме того определим оптимальное число работающих трансформаторов для каждого значения общей нагрузки подстанции и коэффициенты загрузки трансформаторов.
Рисунок. Зависимости суммарных потерь мощности в трансформаторах от числа работающих силовых трансформаторов для различных значений общей нагрузки подстанции.
Таблица — Результаты расчета числа работающих трансформаторов и их коэффициентов загрузки
Как видно из рисунка и таблицы оптимальным значениям числа работающих трансформаторов соответствуют достаточно низкие значения коэффициента загрузки. Режим минимальных потерь мощности в трансформаторе наступает при недогрузке трансформаторов по мощности.
Обычно на подстанциях устанавливают не более двух-трех трансформаторов. Для двухтрансформаторной подстанции нагрузка подстанции, при которой целесообразно изменить (увеличить или уменьшить, в зависимости от того, возрастает или уменьшается нагрузка подстанции) число трансформаторов равна
Из данного выражения можно найти коэффициенты загрузки трансформаторов: если работает один трансформатор, то подключать еще один целесообразно при коэффициенте загрузки первого
Для трехтрансформаторной подстанции существует два значения нагрузки подстанции, при которой целесообразно изменять число работающих трансформаторов:
1) при переходе на режим работы с одного на два включенных трансформатора или обратно с двух на один
Коэффициенты загрузки, при которых целесообразно изменить число работающих трансформаторов: при одном работающем трансформаторе целесообразно включить второй когда
2) при переходе на режим работы с двух на три включенных трансформатора или обратно с трех на два
Коэффициенты загрузки: при двух работающих трансформаторах целесообразно включить третий когда
Определить коэффициенты загрузки трансформаторов ТМ 1600/10 трехтрансформаторной подстанции, при которых следует перейти на режим работы:
1) с одного работающего трансформатора на два работающих трансформатора подстанции и обратно,
2) с двух работающих трансформаторов на три работающих трансформатора подстанции и обратно.
По справочнику определяем необходимые для расчета паспортные данные трансформаторов ТМ 1600/10: ΔРхх = 3,3 кВт; ΔРкз = 18 кВт.
Для трехтрансформаторной подстанции существует два значения нагрузки подстанции, при которой целесообразно изменять число работающих трансформаторов:
1) при переходе на режим работы с одного на два включенных трансформатора или обратно с двух на один коэффициенты загрузки: при одном работающем трансформаторе целесообразно включить второй когда
2) при переходе на режим работы с двух на три параллельно включенных трансформатора или обратно с трех на два коэффициенты загрузки: при двух работающих трансформаторах целесообразно включить третий когда
При работе одного трансформатора ТМ 1600/10 трехтрансформаторной подстанции целесообразно перейти на режим работы с двумя работающими трансформаторами, когда коэффициент загрузки трансформатора будет равен или превысит значение 0,6.
При работе двух трансформаторов ТМ 1600/10 трехтрансформаторной подстанции целесообразно перейти на режим работы с одним работающим трансформатором, когда коэффициент загрузки трансформаторов станет равным или меньше 0,3.
При работе двух трансформаторов ТМ 1600/10 трехтрансформаторной подстанции целесообразно перейти на режим работы с тремя работающими трансформаторами, когда коэффициент загрузки трансформаторов будет равен или превысит значение 0,52.
При работе трех трансформаторов ТМ 1600/10 трехтрансформаторной подстанции целесообразно перейти на режим работы с двумя работающими трансформаторами, когда коэффициент загрузки трансформаторов станет равным или меньше 0,35.
При выборе трансформаторов учитываем категорию надёжности электропотребителей . Для 1-й категории оптимальный коэффициент загрузки составляет Кз=0,6-0,7; для 2-й категории – Кз=0,7-0,8; для 3-й категории – Кз=0,9-0,95.
Исходя из величины полной нагрузки ТП SP =576,289 кВ∙А, примем к рассмотрению трансформаторы мощностью 400, 630, 250 кВ∙А.
Минимальное число трансформаторов определяется по формуле:
,
где S р – расчетная полная нагрузка подстанции, кВт; КЗ — коэффициент загрузки трансформаторов, принимается в зависимости от категории надежности потребителей электроэнергии; Sном .т — номинальная мощность трансформатора, кВ × А.
Коэффициент загрузки выбираем 0,7 с учетом категории надежности электропотребителей .
EQ F(576,289;0,7х400) =2,1.
принимаем к установке 2 трансформатора.
Определим фактический коэффициент загрузки трансформатора в нормальном режиме:
;
=0,720.
Коэффициент загрузки трансформатора в послеаварийном режиме составит:
;
= 
=1,400.
Результаты расчета других вариантов числа и выбора мощности трансформаторов приведены в таблице.
Источник
Замена трансформатора ТМ-630/10 на трансформатор меньшей мощности
Произведем расчет и экономическое обоснование замены трансформатора ТМ – 630/10, установленного на подстанции ТП – 1, на трансформатор меньшей мощности ТМ – 160/10.
Проведя анализ графика электрических нагрузок определили, что среднеквадратичная мощность трансформатора ТМ 630/10/0,4 на ТП – 1 составляет 101 кВ∙А. Следовательно, коэффициент загрузки трансформатора:
Кзт = 
, (24)
Из этого видно, что трансформатор фактически недогружен, что приводит к большим потерям холостого хода.
Потери электрической энергии в трансформаторе 630 кВ∙А составляют:
что в денежном эквиваленте при стоимости 1 кВт ч электроэнергии 1,8 руб. составит:
(25)
Потери энергии в трансформаторе ТМ – 160/10/0,4 составят:
Коэффициент загрузки трансформатора:
Кзт= 
, (26)
где Sт.ном – номинальная мощность трансформатора, кВ∙А.
Рассчитаем время использования максимальной нагрузки по суточному графику:
Потери активной энергии в трансформаторе ТМ – 160/10/0,4:
Стоимость получаемых потерь в трансформаторе ТМ-160/10/0,4 составляет
(28)
Необходимо определить стоимость монтажных работ по замене трансформатора. Условно примем, что она составляет в среднем 30% от стоимости трансформатора. Стоимость трансформатора ТМ-160/10 составляет 114,45 тыс. руб. Следовательно затраты на монтаж составят:
З1 = 0,3·114,45=34,33 тыс. руб. – затраты на сооружение;
З2 = 114,45 тыс. руб. – стоимость трансформатора;
Ликвидационная стоимость заменяемого трансформатора (стоимость продажи тр-ра б/у с учетом износа) составляет 30% от стоимости нового трансформатора этой же мощности.
К=0,3·289,38=86,81 тыс. руб. – ликвидационная стоимость заменяемого тр-ра.
Время окупаемости с ликвидационной стоимостью заменяемого трансформатора:
. (10)
Вывод. Время окупаемости до 6 лет принято считать приемлемым для реализации мероприятия. Кроме того, увеличение тарифов на электроэнергию с течением лет еще более сократит срок окупаемости. Следует также отметить, что работа трансформаторов в режиме холостого хода или близком к нему вызывает излишние потери не только в самом трансформаторе, но и во всей системе питания из-за низкого коэффициента мощности при холостом ходе трансформатора.
Справочные данные
Стоимость трансформаторов типа ТМ 25-2500 трехфазные масляные напряжением до 10кВ
| Наименование | Цена с НДС |
| Трансформатор типа ТМ 25/6-10 | 55440.00 |
| Трансформатор типа ТМ 40/6-10 | 63840.00 |
| Трансформатор типа ТМ 63/6-10 | 78225.00 |
| Трансформатор типа ТМ 100/6-10 | 97020.00 |
| Трансформатор типа ТМ 160/6-10 | 114450.00 |
| Трансформатор типа ТМ 250/6-10 | 152145.00 |
| Трансформатор типа ТМ 400/6-10 | 196875.00 |
| Трансформатор типа ТМ 630/6-10 | 289380.00 |
| Трансформатор типа ТМ 1000/6-10 | 444500.00 |
| Трансформатор типа ТМ 1600/6-10 | 794115.00 |
Активное сопротивление кабелей 0,4 кВ
Параметры трансформаторов напряжением ВН 6-10 кВ
Дата добавления: 2018-05-02 ; просмотров: 1708 ; Мы поможем в написании вашей работы!
Источник
