Transformovny v napájecích systémech

Oblasti použití jedno- a dvoutransformátorových rozvoden

Zpravidla se používají jedno- a dvoutransformátorové napájecí systémy rozvoden... Použití tří transformoven způsobuje dodatečné kapitálové náklady a zvyšuje roční provozní náklady. Tři trafostanice se zřídka používají jako nucené řešení při rekonstrukci, rozšíření trafostanice, s odděleným systémem napájení pro elektrickou a světelnou zátěž, při napájení ostře střídavých zátěží.

Trafostanice s jedním transformátorem 6-10 / 0,4 kV se používají při napájení zátěží, které umožňují přerušení dodávky el. kategorie III), jakož i pro napájení spotřebičů energie kategorie II, s výhradou snížení napájení propojkami sekundárního napětí nebo za přítomnosti zásobní rezervy transformátorů.

Transformátorové rozvodny s jedním transformátorem jsou také užitečné v tom smyslu, že pokud je provoz podniku doprovázen periodami nízké zátěže, pak je možné díky přítomnosti propojek mezi transformovnami vypnout část sekundárního transformátoru napětí, čímž vytvoření ekonomicky výhodného režimu provozu transformátorů .

Ekonomický režim provozu transformátorů je chápán jako režim, který zajišťuje minimální výkonové ztráty v transformátorech. V tomto případě je vyřešen problém výběru optimálního počtu pracovních transformátorů.

Takové trafostanice mohou být ekonomické z hlediska maximální konvergence napětí 6-10 kV ke spotřebitelům energie, snížení délky sítí na 1 kV díky decentralizaci transformace elektrické energie. V tomto případě je problém vyřešen ve prospěch použití dvou jednotransformátorových oproti jedné dvoutransformátorové rozvodně.

Trafostanice se dvěma transformátory se používají s převahou elektrických spotřebičů kategorie I a II. V tomto případě je výkon transformátorů zvolen tak, že když jeden z nich opustí práci, druhý transformátor s přípustným přetížením převezme zatížení všech spotřebitelů (v této situaci je možné dočasně vypnout elektrické spotřebiče kategorie III). Takové rozvodny jsou také žádoucí, bez ohledu na kategorii uživatelů, za přítomnosti nerovnoměrného denního nebo ročního rozvrhu zatížení.V těchto případech je výhodné měnit připojený výkon transformátorů, např. při sezónních zátěžích pracují jednosměnné nebo dvousměnné s výrazně rozdílným zatížením směny.

Zdroj napájení osadu, městskou část, dílnu, skupinu dílen nebo celý podnik může zajišťovat jedna nebo více trafostanic. Možnost výstavby jedno- nebo dvoutransformátorových rozvoden je určena na základě technicko-ekonomického srovnání několika variant systému napájení... Kritériem pro výběr varianty je minimum snížených nákladů na výstavbu rozvodny. napájecí systém. Porovnávané možnosti by měly zajistit požadovanou úroveň spolehlivosti napájení.

V napájecích soustavách průmyslových podniků se nejčastěji používají tyto jednotkové kapacity transformátorů: 630, 1000, 1600 kV × A, v elektrických sítích měst — 400, 630 kV × A. Projekční a provozní praxe ukázala, je třeba používat stejný typ transformátorů se stejným výkonem, protože jejich rozmanitost vytváří nepohodlí při údržbě a způsobuje dodatečné náklady na opravy.

Výkonová volba transformátorů v trafostanicích

Obecně se výběr výkonových transformátorů provádí na základě následujících základních vstupních údajů: odhadované zatížení napájecího zařízení, doba trvání maximálního zatížení, rychlost nárůstu zatížení, náklady na elektřinu, únosnost transformátorů a jejich ekonomické zatížení.

Hlavní kritérium pro výběr jednotkového výkonu transformátorůelektrická rozvodna je, stejně jako při volbě počtu transformátorů, minimum snížených nákladů získaných na základě technicko-ekonomického srovnání variant.

Přibližně lze výběr jednotkového výkonu transformátorů provést podle konkrétní návrhové hustoty zatížení (kV × A / m2) a plného návrhového zatížení místa (kV × A).

Při měrné hustotě zatížení do 0,2 kV × A / m2 a celkovém zatížení do 3000 kV × A se doporučuje použít 400 transformátorů; 630; 1000 kVA se sekundárním napětím 0,4 / 0,23 kV. Při měrné hustotě a celkovém zatížení nad uvedené hodnoty jsou ekonomičtější transformátory o výkonu 1600 a 2500 kVA.

Tato doporučení však nejsou dostatečně podložená vzhledem k rychle se měnícím cenám elektrozařízení a zejména TP.

Transformátory trafostanic se v projekční praxi často volí podle projektového zatížení objektu a doporučených koeficientů ekonomického zatížení transformátorů Kze = СР / Сн.т., v souladu s údaji v tabulce.

Doporučené zatěžovatele transformátorů pro dílenský TP

Faktor zatížení transformátoru Typ transformační stanice a charakter zátěže 0,65 ... 0,7 Dvě transformátorové transformovny s převažujícím zatížením kategorie I 0,7 ... 0,8 Transformátorové stanice s převažujícím zatížením kategorie II při vzájemné redundanci v propojkách s ostatními rozvodnami na sekundárním napětí 0,9 … 0,95 trafostanice se zátěží kategorie III nebo s převažující zátěží kategorie II s možností využití zásobní rezervy transformátorů

Při výběru výkonu transformátorů je důležité správně zvážit jejich zatížitelnost.

Pod zatížitelností transformátoru se rozumí soubor přípustných zatížení, systematických a nouzových přetížení z výpočtu tepelného opotřebení izolace transformátoru. Pokud neberete v úvahu nosnost transformátorů, pak můžete při výběru neoprávněně nadhodnocovat jejich jmenovitý výkon, což je ekonomicky nepraktické.

Ve většině rozvoden se zatížení transformátorů mění a zůstává po dlouhou dobu pod nominální hodnotou. Značná část transformátorů je vybírána s přihlédnutím k pohavarijnímu režimu, a proto většinou zůstávají dlouhodobě pod zatížením. Kromě toho jsou výkonové transformátory navrženy tak, aby pracovaly při přípustné okolní teplotě + 40 ° C. Ve skutečnosti pracují za normálních podmínek při okolní teplotě až 20 ... 30 ° C. Proto výkonový transformátor v určitém okamžiku může být přetížen, s ohledem na výše uvedené okolnosti, aniž by došlo k poškození stanovené životnosti (20 ... 25 let).

Na základě studií různých režimů provozu transformátorů byl vyvinut GOST 14209-85, který reguluje přípustné systematické zatížení a nouzové přetížení univerzálních výkonových olejových transformátorů s kapacitou až 100 mV × A včetně typů chlazení M, D , DC a C , s přihlédnutím k teplotě média.

Pro stanovení systematického zatížení a nouzového přetížení v souladu s GOST 14209-85 je také nutné znát počáteční zatížení předcházející přetížení a dobu trvání přetížení. Tyto údaje jsou určeny ze skutečné počáteční křivky zatížení (zdánlivý výkon nebo proud) převedené na tepelný ekvivalent v pravoúhlé dvou- nebo vícestupňové křivce.

Vzhledem k nutnosti mít skutečnou původní křivku zatížení lze pro stávající rozvodny provést výpočet přípustných zatížení a přetížení v souladu s pro kontrolu přípustnosti stávajícího rozvrhu zatížení, jakož i pro stanovení možných možností pro denní rozvrhy s maximální hodnoty součinitelů zatížení v předchozím okamžiku režimu přetížení a v režimu přetížení.

Ve fázích návrhu rozvodny lze použít typické křivky zatížení nebo v souladu s doporučeními navrženými také v GOST 14209-85 zvolit výkon transformátoru podle podmínek nouzového přetížení.

Pak u rozvoden, kde je možné nouzové přetížení transformátorů (dvoutransformátorové, jednotransformátorové se záložními přípojkami na sekundární straně), je-li známa výpočtová zátěž místa Sp a součinitel dovoleného nouzového přetížení Kz.av, jmenovitý výkon transformátoru je určen jako

univerzita aplikovaných věd = Sp / Kz.av

Je třeba také poznamenat, že zatížení transformátoru nad jeho jmenovitý výkon je povoleno pouze tehdy, když je chladicí systém transformátoru v dobrém provozním stavu a plně zapojen.

Typické grafy jsou v současnosti navrženy pro omezený počet uzlů zatížení.

Vzhledem k tomu, že volba počtu a výkonu transformátorů, zejména odběrných rozvoden 6-10 / 0,4-0,23 kV, je často určována především ekonomickým faktorem, je nezbytné vzít v úvahu kompenzaci jalového výkonu v elektrických sítích el. uživatel.

Kompenzací jalového výkonu v sítích do 1 kV je možné snížit počet 10 / 0,4 trafostanic, jejich jmenovitý výkon. To je důležité zejména pro průmyslové uživatele v sítích do 1 kV, které musí kompenzovat významné hodnoty jalového zatížení. Stávající metodika pro návrh kompenzace jalového výkonu v elektrických sítích průmyslových podniků a předpokládá volbu výkonu kompenzačních zařízení se současnou volbou počtu transformátorů rozvodny a jejich výkonu.

S přihlédnutím k výše uvedenému tedy složitost přímých ekonomických propočtů, s ohledem na rychle se měnící ukazatele nákladů na výstavbu rozvoden a nákladů na elektřinu, při projektování nových a rekonstrukcí stávajících odběrných stanic 6-10 / 0, 4 -0,23 kV, výběr výkonu výkonového transformátoru lze provést následovně:

— v průmyslových sítích:

a) zvolit jednotkový výkon transformátorů v souladu s doporučeními pro měrnou hustotu návrhového zatížení a plné návrhové zatížení objektu;

b) počet transformátorů rozvodny a jejich jmenovitý výkon musí být zvoleny v souladu s projektovými směrnicemi kompenzace jalového výkonu v elektrických sítích průmyslových podniků;

c) výběr výkonu transformátorů musí být proveden s ohledem na doporučené zatěžovatele a přípustná havarijní přetížení transformátorů;

d) za přítomnosti typických rozvrhů zatížení musí být výběr proveden v souladu s GOST 14209-85 s přihlédnutím ke kompenzaci jalového výkonu v sítích do 1 kV;

— v městských elektrických sítích:

a) s dostupnými typickými křivkami zatížení rozvodny by měl být výběr výkonu transformátoru proveden v souladu s GOST 14209-85;

b) se znalostí druhu zatížení rozvodny, při absenci jejích typických harmonogramů je vhodné provést volbu v souladu s metodickými pokyny.

Příklad. Výběr počtu a výkonu transformátorů dílenských trafostanic podle následujících výchozích údajů: Пр = 250 kW, Qp = 270 kvar; kategorie elektrických přijímačů dílny podle stupně spolehlivosti napájení — 3.

Odpovědět. Plná projektová kapacita dílny.

Z designová síla (377 kV × A) požadovanou úroveň spolehlivosti napájení (kategorie 3 odběratelů elektřiny) lze brát jako jednotransportní rozvodnu s výkonem transformátoru Snt = 400 kV × A.

Faktor zatížení transformátoru bude

který splňuje příslušné požadavky.