Области внедрения одно- и двухтрансформаторных подстанций

Обычно, в системах электроснабжения используются одно- и двухтрансформаторные подстанции. Применение трехтрансформаторных подстанций вызывает дополнительные капзатраты и увеличивает годичные эксплуатационные расходы. Трехтрансформаторные подстанции употребляются изредка, как принужденное решение, при реконструкции, расширении подстанции, при системе раздельного питания силовой и осветительной нагрузок, при питании резкопеременных нагрузок.

Однотрансформаторные ТП 6-10/0,4 кВ используются при питании нагрузок, допускающих перерыв электроснабжения на время менее 1 суток, нужный для ремонта либо подмены покоробленного элемента (питание электроприемников III категории), также для питания электроприемников II категории, при условии резервирования мощности по перемычкам на вторичном напряжении либо при наличии складского резерва трансформаторов.

Однотрансформаторные ТП прибыльны к тому же в том отношении, что если работа предприятия сопровождается периодами малых нагрузок, то можно за счет наличия перемычек меж трансформаторными подстанциями на вторичном напряжении отключать часть трансформаторов, создавая этим экономически целесообразный режим работы трансформаторов.

Под экономическим режимом работы трансформаторов понимается режим, который обеспечивает малые утраты мощности в трансформаторах. В этом случае решается задачка выбора рационального количества работающих трансформаторов.

Такие трансформаторные подстанции могут быть экономны и в плане наибольшего приближения напряжения 6-10 кВ к электроприемникам, понижая протяженность сетей до 1 кВ за счет децентрализации трансформирования электронной энергии. В данном случае вопрос решается в пользу внедрения 2-ух однотрансформаторных по сопоставлению с одной двухтрансформаторной подстанцией.

Двухтрансформаторные ТП используются при доминировании электроприемников I и II категорий. При всем этом мощность трансформаторов выбирается таковой, чтоб при выходе из работы 1-го, другой трансформатор с учетом допустимой перегрузки принял бы на себя нагрузку всех потребителей (в этой ситуации можно временно отключить электроприемники III категории). Такие подстанции желательны и независимо от категории потребителей при наличии неравномерного дневного либо годичного графика нагрузки. В этих случаях прибыльно поменять присоединенную мощность трансформаторов, к примеру, при наличии сезонных нагрузок, одно либо двухсменной работы со значимой различающейся загрузкой смен.

Электроснабжение населенного пт, микрорайона городка, цеха, группы цехов либо всего предприятия может быть обеспечено от одной либо нескольких трансформаторных подстанций. Необходимость сооружения одно- либо двухтрансформаторных подстанций определяется в итоге технико-экономического сопоставления нескольких вариантов системы электроснабжения. Аспектом выбора варианта является минимум приведенных издержек на сооружение системы электроснабжения. Сравниваемые варианты должны обеспечивать требуемый уровень надежности электроснабжения.

В системах электроснабжения промышленных компаний наибольшее применение отыскали последующие единичные мощности трансформаторов: 630, 1000, 1600 кВ×А, в электронных сетях городов — 400, 630 кВ×А. Практика проектирования и эксплуатации показала необходимость внедрения однотипных трансформаторов схожей мощности, потому что обилие их делает неудобства в обслуживании и вызывает дополнительные издержки на ремонт.

Выбор мощности трансформаторов трансформаторных подстанций

В общем случае выбор мощности трансформаторовделается на основании последующих главных начальных данных: расчетной нагрузки объекта электроснабжения, длительности максимума нагрузки, темпов роста нагрузок, цены электроэнергии, нагрузочной возможности трансформаторов и их экономической загрузки.

Основным аспектом выбора единичной мощности трансформаторов является, как и при выборе количества трансформаторов, минимум приведенных издержек, приобретенный на базе технико-экономического сопоставления вариантов.

Приблизительно выбор единичной мощности трансформаторов может производиться по удельной плотности расчетной нагрузки (кВ×А/м2) и полной расчетной нагрузки объекта (кВ×А).

При удельной плотности нагрузки до 0,2 кВ×А/м2 и суммарной нагрузке до 3000 кВ×А целенаправлено использовать трансформаторы 400; 630; 1000 кВА с вторичным напряжением 0,4/0,23 кВ. При удельной плотности и суммарной нагрузки выше обозначенных значений бо-лее экономны трансформаторы мощностью 1600 и 2500 кВА.

Но эти советы не являются довольно обоснованными в следствии быстроменяющихся цен на электрическое оборудование и а именно ТП.

В проектной практике трансформаторы трансформаторных подстанций нередко выбирают по расчетной нагрузке объекта и рекомендуемым коэффициентам экономической загрузки трансформаторов Кзэ = Sр / Sн.т., в согласовании с данными таблицы.

Рекомендуемые коэффициенты загрузки трансформаторов цеховых ТП

Коэффициент загрузки трансформатора	Вид трансформаторной подстанции и нрав нагрузки
0,65 … 0,7	Двухтрансформаторные ТП с преобладающей нагрузкой I категории
0,7 … 0,8	Однотрансформаторные ТП с преобладающей нагрузкой II категории при наличии обоюдного резер-вирования по перемычкам с другими подстанциями на вторичном напряжении
0,9 … 0,95	трансформаторные подстанции с нагрузкой III категории либо с преобладающей нагрузкой II категории при способности использо-вания складского резерва трансформаторов

Принципиальное значение при выборе мощности трансформаторов является верный учет их нагрузочной возможности.

Под нагрузочной способностью трансформатора понимается совокупа допустимых нагрузок, периодических и аварийных перегрузок из расчета термического износа изоляции трансформатора. Если не учесть нагрузочную способность трансформаторов, то можно неоправданно завысить при выборе их номинальную мощность, что экономически нецелесообразно.

На значимом большинстве подстанций нагрузка трансформаторов меняется и в течение длительного времени остается ниже номинальной. Значимая часть трансформаторов выбирается с учетом послеаварийного режима, и потому нормально они остаются долгое время недогруженными. Не считая того, силовые трансформаторы рассчитываются на работу при допустимой температуре среды, равной +40оС. В реальности они работают в обыденных критериях при температуре среды до 20 … 30оС. Как следует, силовой трансформатор в определенное время может быть перегружен с учетом рассмотренных выше событий без всякого вреда для установленного ему срока службы (20 … 25 лет).

На основании исследовательских работ разных режимов работы трансформаторов разработан ГОСТ 14209-85, регламентирующий допустимые периодические нагрузки и аварийные перегрузки силовых масляных трансформаторов общего предназначения мощностью до 100 мВ×А включительно с видами остывания М, Д, ДЦ и Ц с учетом температуры остывания cреды.

Для определения периодических нагрузок и аварийных перегрузок в согласовании с ГОСТ 14209-85 нужно также знать исходную нагрузку, предыдущую перегрузке и длительность перегрузки. Эти данные определяются по реальному начальному графику нагрузки (полной мощности либо току), перевоплощенному в эквивалентный в термическом отношении в прямоугольный двух- либо многоступенчатый график.

В связи с необходимостью иметь реальный начальный график нагрузки расчет допустимых нагрузок и перегрузок в согласовании с может быть выполнен для действующих подстанций с целью проверки допустимости имеющегося графика нагрузки, также с целью определения вероятных вариантов дневных графиков с наивысшими значениями коэффициентов загрузки в предыдущий момент режима перегрузки и в режиме перегрузки.

На стадии проектирования подстанций можно использовать типовые графики нагрузок либо в согласовании с советами, также предлагаемыми в ГОСТ 14209-85 выбирать мощность трансформаторов по условиям аварийных перегрузок.

Тогда для подстанций, на которых вероятна аварийная перегрузка трансформаторов (двухтрансформаторные, однотрансформаторные с запасными связями по вторичной стороне), если известна расчетная нагрузка объекта Sp и коэффициент допустимой аварийной перегрузки Kз.ав, номинальная мощность трансформатора определяется, как

Sн.т. = Sp / Kз.ав

Следует также отметить, что нагрузка трансформатора выше его номинальной мощности допускается только при исправной и стопроцентно включенной охлаждающей системе трансформатора.

Что касается типовых графиков, то на истинное время они разработаны для ограниченного количества узлов нагрузок.

Потому что выбор количества и мощности трансформаторов, в особенности потребительских подстанций 6-10/0,4-0,23 кВ, определяется нередко в главном экономическим фактором, то значимым при всем этом является учет компенсации реактивной мощности в электронных сетях потребителя.

Компенсируя реактивную мощность в сетях до 1 кВ, можно уменьшить количество трансформаторных подстанций 10/0,4, их номинальную мощность. В особенности это значительно для промышленных потребителей, в сетях до 1 кВ которых приходиться восполнить значимые величины реактивных нагрузок. Существующая методика по проектированию компенсации реактивной мощности в электронных сетях промышленных компаний и подразумевает выбор мощности компенсирующих устройств с одновременным выбором количества трансформаторов подстанций и их мощности.

Таким макаром, беря во внимание вышеизложенное, сложность конкретных экономических расчетов, ввиду быстроменяющихся стоимостных характеристик строительства подстанций и цены электроэнергии, при проектировании новых и реконструкции действующих потребительских подстанций 6-10/0,4-0,23 кВ выбор мощности силовых трансформаторов может быть выполнен последующим образом:

— в сетях промышленных компаний:

а) единичную мощность трансформаторов выбирать в согласовании с советами удельной плотности расчетной нагрузки и полной расчетной нагрузки объекта;

б) количество трансформаторов подстанции и их номинальную мощность выбирать в согласовании с указаниями по проектированию компенсации реактивной мощности в электронных сетях промышленных компаний;

в) выбор мощности трансформаторов должен осуществляться с учетом рекомендуемых коэффициентов загрузки и допустимых аварийных перегрузок трансформаторов;

г) при наличии типовых графиков нагрузки выбор следует вести в согласовании с ГОСТ 14209-85 с учетом компенсации реактивной мощности в сетях до 1 кВ;

— в городских электронных сетях:

б) зная вид нагрузки подстанции, при отсутствии типовых графиков ее, выбор целенаправлено делать в согласовании с методическими указаниями.

Пример. Выбор количество и мощность трансформаторов цеховых трансформаторных подстанций по последующим начальным данным: Рр = 250 кВт, Qp = 270 квар; категория электроприемников цеха по степени надежности электроснабжения – 3.

Решение. Полная расчетная мощность цеха.

По расчетной мощности (377 кВ×А) требуемому уровню надежности электроснабжения (3 категория электроприемников) можно принять однотранспортную подстанцию с мощностью трансформатора Sнт = 400 кВ×А.

Коэффициент загрузки трансформатора составит