Выбор типа, числа и мощности силовых трансформаторов

Исходные данные

 

 

Построение графика нагрузки

 

Годовой график нагрузок строится по суточным графикам. На рисунке 1.1 представлены суточные графики нагрузок предприятия.

Первый этап построить суточный график по исходным данным нагрузки.

------------- - летний суточный график

_________ - зимний суточный график

Рисунок 1.1 – Суточные графики нагрузок предприятия

 

Производится нумерация ступеней суточного графика, начиная с максимального значения.

Определяем продолжительность ступеней Т_i

(1.1)

где t_i – продолжительность i-той ступени суточного графика, час;

n_iЗ – количество зимних суток в году.

Аналогично производится расчет для остальных ступеней. Результаты расчета сводятся в таблицу 1.1

 

 

Таблица 1.1

№	Pi, о.е.	tiз, ч	tiл, ч	Tiз, ч	Tiл, ч	Ti=Tiз+Tiл	Pi(о.е.)*Ti
ступени	ч
			-		-
	0,9		-		-		553,5
	0,8
	0,6
	0,4	-		-
Итого:							6119,5

 

По данным расчёта строится годовой график продолжительности нагрузок.

Рисунок 1.2 – Годовой график нагрузки по продолжительности

 

Из таблицы 1.1 получаем значение T_{max =} 6119.5. Эта величина показывает, сколько часов за рассматриваемый период Т предприятие должно отработать с неизменной максимальной нагрузкой, чтобы потребить действительное количество электроэнергии W_Г.

Выбор типа, числа и мощности силовых трансформаторов

В соответствии с НТП /1/ и ГОСТом 14209-85 на подстан­циях 35-750 кВ всегда следует выбирать трехфазные трансформаторы (ав­тотрансформаторы) и только в исключительных случаях возможно использо­вание группы из однофазных или группы из двух трехфазных трансформато­ров половинной мощности.

При наличии РУ трех (ВН, СН, НН) напряжений целесообразно использо­вать трехобмоточные трансформаторы или автотрансформаторы. Следует помнить, что при U_сн=35 кВ устанавливаются трехобмоточные трансформа­торы, а при U_сн = 110кВ - автотрансформаторы.

Необходимость обеспечения требуемого качества напряжения у потребителей при изменяющейся нагрузке (ГОСТ 13109-87) требует применения на подстанциях 35 кВ и выше трансформаторов с встроенными устройствами для автоматического регулирования напряжения под нагрузкой (РПН)

На подстанциях 35-750 кВ всех категорий, как прави­ло, предусматривают установку двух трансформаторов, мощность каждого из них выбирается, как правило, не более 70% максимальной нагрузки подстанции, т.е. S_т.ном.≤ (0,65-0,7)·S_макс.

Допускается установка одного трансформатора для питания электроприемников второй и третьей категорий по надежности при наличии централизованного ре­зерва трансформаторов и возможности замены поврежденного за время не более 1 суток. Следует отметить, что для подстанции 110 кВ и выше выполнение этого условия практически нереально: при сущест­вующей организации ремонтного хозяйства и значительной территории, обслуживаемой энергосистемой, для замены поврежденного трансформатора требуется не менее 3-5 суток (масса трансформатора 110/10 кВ, 6,3 МВ∙А составляет около 40 тонн, а для его перевозки требуются специальные транспортные средства, соответствующие грузоподъемные устройства и т.п.).

 

Мощность трансформаторов определяется с учетом аварийных и систе­матических перегрузок. В аварийных условиях (при отказе одного из трансформаторов) для трансформаторов с системами охлаждения М, Д, ДЦ и Ц допускается в течение не более 5 суток перегрузка на 40 %, но не более 6 часов в сутки, если коэффициент начальной нагрузки К₁ не превышает 0,93.

 

Приближенный расчет мощности трансформаторов:

_,

S_p

где P_{наг.макс.} - суммарная активная максимальная нагрузка на расчетный уровень 5 лет (из задания);

K₁₂ - коэффициент участия в нагрузке потребителей 1-й и 2-й категорий (из задания);

cosφ - коэффициент мощности п-ст;

n – число параллельно работающих трансформаторов (n = 2);

1,4 – коэффициент, учитывающий нагрузочную способность.

По таблице 3.5 /2/ принимаем мощность трансформатора равной 32 МВА, 25 МВА и проверяем по нормальной и аварийной перегрузке.

На суточный график наносим линию, соответствующую значению мощности выбранного трансформатора. Выбор идет согласно /2/.

Коэффициент начальной нагрузки К₁ эквивалентного графика опреде­ляется по формуле

,

где S₁, S₂,...,S_m - значения нагрузки в интервалах ∆t₁, ∆t₂,..., ∆t_m ; S_ном ≥ S_сред. - находится из заданного или типового графика нагрузок. Т.е те ступени графика, которые расположены ниже выбранной линии за те часы t₁,t_{2 ….}t_n которые соотвествуют нормальной работе, ниже выбранной линии на данной картинке есть и зима и лето, в ваших вариантах будет только 1 период, т.е если у вас с 1-5, 7-11 часы в сутках нагрузка ниже линии мощности трансформатора то для расчета к1 вы берете мощности и временные интервалы именно этих часов с 1-5 и 7-11. Для к2 наоборот – те, что выше линии мощности трансформатора.

 

Коэффициент максимальной нагрузки К₂ в интервале h =∆h₁+∆h₂+...+∆h_Р (т.е тех интервалах которые расположены выше линии мощности выбранного трансформатора) определяется по формуле (предварительное значение ):

,

Если ≥0,9∙K_макс = 0,9 , то принимают .

Если <0,9∙K_макс, то , а длительность перегрузки должна быть скорректирована:

,

после чего примем окончательно .

Установлены максимально возможные значения перегрузок: 1,5 - при систематических перегрузках; перегрузки в диапазоне 1,5< К₂ < 2 можно допускать только по согласованию с заводом-изготовителем трансформато­ра.

По /3/ при t_ав.пер = 16 ч, Θ = 12ºС и системы охлаждения трансформатора Д (в зависимости от выбранного вами тр-ра), по таблице 1.38, находится величина допустимого коэффициента аварийной перегрузки К_2доп.ав = 1,4.

Проверка осуществляется по выражению:

К_2ав ≤ К_{2доп ав}. (2.5)

0,98 ≤ 1,4, следовательно выбранный трансформатор удовлетворяет условию проверки на аварийную перегрузку.

0,98 это из ваших рассчетов выше, которое вы принимаете после выбора и сравнения с Kmax.

Если после проверки выбранный трансформатор не подошел. Выбираем следующий по номиналу и снова проверяем на К1 и К2.

Окончательно принимаем к установке 2 трансформатора маркировка.

Паспортные данные.