Volba počtu a výkonu transformátorů

Správný výběr počtu a kapacity transformátorů v rozvodnách průmyslových podniků je jednou z důležitých otázek napájení a výstavby racionálních sítí. Za normálních podmínek musí transformátory dodávat energii všem uživatelům podniku při jejich jmenovité zátěži.

Počet transformátorů v rozvodně je dán požadavkem spolehlivosti napájení. V tomto přístupu je nejlepší možností instalace dvou transformátorů, které poskytují nepřetržité napájení. dílenští uživatelé jakékoli kategorie… Jsou-li však v provozu instalovány pouze přijímače kategorie II a III, pak obvykle ekonomičtější samostatné transformovny.

Při projektování sítí v instalaci se instalace jednotransformátorových rozvoden provádí v případě, že je prostřednictvím sítě nízkého napětí zajištěno zkratování spotřebitelů, jakož i v případě, že je možné vyměnit poškozený transformátor v určitém čase.

Rýže. 1 Schémata dílenského napájení s jedním (a) a dvěma (b) transformátory

Dvoutransformátorové rozvodny se používají s významným počtem uživatelů kategorie II nebo za přítomnosti uživatelů kategorie I. Kromě toho se doporučují dvoutransformátorové rozvodny s nerovnoměrným denním a ročním rozvrhem zatížení podniku, se sezónním režimem provozu s výrazným rozdílem ve směnném zatížení. Poté, když se zátěž sníží, jeden z transformátorů se vypne.

Problém volby počtu transformátorů spočívá ve volbě mezi dvěma variantami (obr. 1a a b) variantou s nejlepšími technickými a ekonomickými ukazateli. Optimální verze schématu napájení je vybrána na základě srovnání snížených ročních nákladů pro každou možnost:

Γi = Ce, i + kn, eKi + Yi,

kde Ce, i — provozní náklady i-té varianty, kn, e — standardní faktor účinnosti, Ki — kapitálové náklady i-té varianty, Ui — ztráty spotřebitelů v důsledku přerušení dodávky energie.

Je třeba poznamenat, že v případě Obr. 1 (a), došlo k úplnému výpadku napájení a zde nelze brát v úvahu napájení spotřebičů záložním vedením pro napětí 0,4 kV, protože takový obvod je podobný dvoutransformátorovému obvodu, ale s horším výkonem v důsledku na dlouhé vedení od 0,4 kV...

Při porovnávání možností hraje důležitou roli otázka budoucího vývoje podniku. Pokud jsou tedy v obchodě například aktuálně pouze uživatelé z druhé kategorie, pak má smysl zvážit možnosti. Pokud se však po roce plánuje znovu vybavit výrobu a v obchodě se objeví spotřebitelé první kategorie, pak je samozřejmě nutné zvolit možnost se dvěma transformátory.

Instalace dvou transformátorů v zásadě zajišťuje spolehlivé napájení spotřebitelů. To znamená, že při poškození jednoho transformátoru zajistí druhý s přihlédnutím k jeho přetížitelnosti 100% spolehlivost napájení po dobu opravy transformátoru.

Existují však případy, kdy výkon stávajících dvou transformátorů nestačí k zajištění napájení všech přijímačů, například při instalaci výkonnějšího zařízení, změně režimu provozu elektrických přijímačů atd. Poté se zvažují možnosti instalace výkonnějších transformátorů v rozvodně nebo instalace třetího transformátoru pro pokrytí zvýšeného výkonu.

Druhá možnost se zdá být výhodnější, protože se zvyšuje spolehlivost rozvodny, není třeba prodávat staré transformátory a investiční náklady na instalaci třetího transformátoru jsou zpravidla mnohem nižší než při opětovném vybavení celé rozvodny. .

Tato možnost však není vždy možná, například s hustým rozvojem území podniku jednoduše nemusí být dostatek místa pro další transformátor. Na druhé straně existuje značná složitost obvodu, která nemusí být možná, když transformátory pracují paralelně. Zvažování možností se proto provádí případ od případu.

Kromě požadavků na spolehlivost je třeba při výběru počtu transformátorů vzít v úvahu režim provozu přijímačů. Například s nízkým faktorem plnění křivky zatížení je ekonomicky možné instalovat ne jeden, ale dva transformátory.

Na velké trafostanice, GPP, zpravidla je počet transformátorů vybrán ne více než dva. Důvodem je především skutečnost, že náklady na spínací zařízení na straně podniku s vyšším napětím jsou srovnatelné s náklady na transformátor.

Výběr transformátorů podle výkonu

U GPP transformátorů a dílenských transformátorů se doporučuje zvolit výkon (kromě případů ostře proměnlivého rozvrhu zátěže), doporučuje se zvolit průměrnou zátěž pro nejvytíženější směnu s následnou kontrolou a seřízením podle měrné spotřeby energie. jednotka produkce získaná jako výsledek studií elektrického zatížení podniků.

Pro nepřetržité napájení zátěží první a druhé kategorie se doporučuje instalovat dva transformátory s faktorem zatížení v normálním režimu 0,6 — 0,7 na GPP průmyslových podniků.

Pro transformátory komerčních rozvoden se doporučuje vzít následující zatěžovatele: dvoutransformátorový s převažujícím zatížením první kategorie — 0,65 — 0,7, jednotransformátorový s převažujícím zatížením druhé kategorie a redundancí pro propojky sekundárního napětí — 0,7 — 0,8.

Počet a kapacita dílenských transformátorů by měly být zvoleny na základě technických a ekonomických výpočtů. Současně lze v první aproximaci výkon transformátorů v sítích s napětím 380 V brát na základě následujících měrných hustot zatížení: do 1000 kVA při hustotách do 0,2 kV-A / m2, 1600 kVA při hustotách 0,2 — 0,3 kVA / m2, 1600 — 2500 kVA při hustotách 0,3 kVA / m2 a více.

Stupnice standardních výkonů výkonových transformátorů

V naší zemi byla přijata jednotná stupnice kapacit transformátorů. Volba racionálního měřítka je jedním z hlavních úkolů při optimalizaci průmyslových energetických systémů. Dnes existují dvě výkonové stupnice: s krokem 1,35 a s krokem 1,6. To znamená, že první stupnice zahrnuje výkony: 100, 135, 180, 240, 320, 420, 560 kVA atd. a druhá zahrnuje 100, 160, 250, 400, 630, 1000 kVA atd. Transformátory první výkonová stupnice se v současnosti nevyrábí a používají se na již existujících trafostanicích a druhá výkonová stupnice slouží pro návrh nových trafostanic.

Nutno podotknout, že z hlediska zatížení transformátoru je výhodnější stupnice s koeficientem 1,35. Například když dva transformátory pracují se zatěžovatelem 0,7, když je jeden z nich vypnutý, druhý je přetížen o 30 %. Tento způsob provozu splňuje požadavky na provozní podmínky transformátoru. Lze tak plně využít jeho sílu.

Při dovoleném přetížení 40% dochází k nevyužití instalovaného výkonu transformátorů se stupnicí 1,6.

Předpokládejme, že dva transformátory trafostanice pracují samostatně a zatížení každého je 80 kVA, když jeden z nich je odpojen, druhý musí zajistit zatížení 160 kVA Možnost instalace dvou transformátorů 100 kVA nelze akceptovat. , protože v tomto případě bude přetížení 60 %, když je jeden transformátor mimo provoz. Při instalaci transformátorů 160 kVA to má za následek jejich zatížení v normálním režimu pouze o 50 %.

Při použití stupnice s krokem 1,35 můžete instalovat transformátory o výkonu 135 kVA, pak jejich zatížení v normálním režimu bude 70% a při nouzovém přetížení to nebude více než 40%.

Na základě tohoto příkladu můžete vidět, že stupnice s krokem 1,35 je racionálnější. A asi 20 % výkonu vyrobených transformátorů není využito. Možným řešením tohoto problému je instalace dvou transformátorů na trafostanici s různým výkonem. Toto řešení však nelze považovat za technicky racionální, protože při vyřazení transformátoru s vyšším výkonem z provozu zbývající transformátor nepokryje celou zátěž dílny.

Nabízí se přirozená otázka: jaký je důvod přechodu na nový soubor kapacit? Odpověď samozřejmě spočívá ve snížení rozmanitosti kapacit pro sjednocení zařízení: nejen transformátorů, ale také v jejich těsné blízkosti (přepínače, vypínače zátěže, odpojovače atd.).

Na základě všeho, co bylo řečeno, se výběr počtu a výkonu transformátorů pro napájení továrních rozvoden provádí následovně:

1) počet transformátorů trafostanice je určen na základě spolehlivosti napájení s přihlédnutím ke kategorii přijímačů;

2) jsou vybrány nejbližší možnosti napájení vybraných transformátorů (ne více než tři) s přihlédnutím k jejich přípustnému zatížení v normálním režimu a přípustnému přetížení v nouzovém režimu;

3) ekonomicky proveditelné řešení je určeno nastíněnými možnostmi, přijatelné pro konkrétní podmínky;

4) je zohledněna možnost rozšíření nebo rozvoje trafostanice a zvážena otázka možné instalace výkonnějších transformátorů na stejných základech nebo se počítá s možností rozšíření trafostanice navýšením počtu transformátorů.