Вибір числа і потужностей трансформаторів цехових підстанцій
Число і потужність трансформаторів цехових ТП, а також місце їх розташування обирається з урахуванням ряду факторів, основні з яких: величина розрахункового навантаження, компенсація реактивного навантаження, надійність електропостачання, питома густина електричного навантаження, особливості розміщення технологічного устаткування в цеху, архітектурно-будівельні і експлуатаційні вимоги.
Основний критерій, який визначає число трансформаторів на цехових ТП – категорія безперебійності електропостачання електроприймачів, які живляться від даної підстанції.
1. При відносно невеликій кількості електроприймачів категорії І (до
20-30%) рекомендується приймати однотрансформаторні підстанції. Резервування категорії І і ІІ забезпечується по лініям нижчої напруги від сусідніх ТП.
2. При перевазі електроприймачів І категорії і наявності споживачів особливої групи, а також зосередженого цехового навантаження з високою питомою густиною навантажень (вище 0,5…0,7 кВ.А/м2) необхідно встановлювати двохтрансформаторні підстанції.
3. В деяких випадках рішення можуть прийматися не так однозначно, особливо при наявності складського резерву.
Встановлення двох трансформаторів на цеховій ТП диктується не умовою резервування електроприймачів, а необхідністю обліку кроку номінальної потужності трансформаторів по шкалі ДЕСТ. Наприклад, при
|
|
|
34
розрахунковому навантаженню цеху Sр=1100 кВ.А необхідно використовувати трансформатори потужністю 2х630 кВ.А, так як встановлення трансформатора потужністю 1600 кВ.А приведе до значного недовикористання потужності. Згідно ДЕСТ 14209-85 і ДЕСТ 11677-75 цехові трансформатори мають наступні номінальні потужності: 100, 160,
250, 400, 630, 1000, 1600, 2500 кВ.А.
При густині питомого навантаження цеху до 0,2 кВ.А/м2 доцільно використовувати трансформатори потужністю 630…1000 кВ.А, а при густині 0,2…0,3 кВ.А/м2 та вище – трансформатори потужністю
1600…2500 кВ.А. Трансформатори потужністю менш 630 кВ.А
використовуються при малій густині навантажень в основному на невеликих підприємствах. Правильно визначити число і потужність цехових трансформаторів можна тільки техніко-економічними розрахунками з урахуванням викладених критеріїв. В залежності від вихідних даних необхідно розрізнювати два методи вибору номінальної потужності трансформаторів:
- по заданому добовому графіку навантаження цеху (блоку цехів);
- по розрахунковому максимальному навантаженню.
Треба зазначити, що принципи підходу до вибору номінальної потужності трансформаторів на одно- або двохтрансформаторних підстанціях різні. Трансформатори для цехових ТП по першому методу вибираються на підставі характеристик добового графіка навантаження: середньодобового навантаження, максимального навантаження і тривалості максимального навантаження. Порядок вибору потужності трансформатора однотрансформаторної ТП наступний.
|
|
|
1. Номінальна потужність трансформатора визначається по середньому навантаженню Sср.м за найбільш завантажену зміну:
Sн.т³Sср.м (4.1)
2. При відомому добовому графіку навантаження ТП після вибору
номінальної потужності трансформатора по середньому навантаженню перевіряється можливість припустимого навантаження трансформатора в години максимума навантаження:
Sн.тКд.п ³ Sр.м (4.2)
де Кд.п – коефіцієнт припустимого перенавантаження, визначається за
графіками навантажувальної здатності згідно ДЕСТ 14209-85 [18] в
залежності від коефіцієнта заповнення графіка Кз.г і тривалості перевантаження tп.п.
|
|
|
Номінальна потужність трансформаторів двохтрансформаторної підстанції обирається з урахуванням наступних положень.
35
1. Номінальна потужність кожного трансформатора приймається рівною 70% загального максимального навантаження цеху за найбільш завантажену зміну:
Sн.т³Sр.м/2.0,7 (4.3)
2. При виході з ладу одного з трансформаторів другий повинен
забезпечити живлення електроприймачів цеху з урахуванням припустимого перевантаження в післяаварійному режимі (можливе тимчасове відключення споживачів категорії ІІІ). Це положення є визначальним.
ДЕСТ 14209-85 допускає післяаварійне перевантаження трасформаторів на 40% під час максимума навантаження загальною добовою тривалістю не більш 6 годин і протягом 5 діб. При цьому
коефіцієнті початкового завантаження К31 еквівалентного графіка навантаження не повинен перевищувати 0,93:
К31 =
Sн1
Sн.t
= 1
Sн.t
Sн1t1 + Sн 2 t 2 + ... + Sнm t m
t1 + t 2 + ... + t m
£ 0,93
(4.4)
де Sн1 – початкове навантаження, кВА; Sнт – номінальне навантаження трансформатора, кВА.
|
|
|
Таким чином, якщо вимоги до графіка навантаження виконуються,
умова вибору потужності трансформаторів двохтрансформаторної ТП має наступний вигляд:
1,4Sн.т³Sр.м (4.5)
За другим методом потужність трансформаторів обирається на підставі
розрахункового максимального навантаження:
Sн.т=Sр/(NтК3) (4.6)
де Nт – число трансформаторів; К3 – коефіцієнт завантаження
трансформаторів.
Треба зазначити, що вибір потужності трансформатора тільки по розрахунковому максимальному навантаженню без урахування графіка навантажень призводить в ряді випадків до завищення потужності
трансформаторів. Найвигідніше завантаження цехових ТП залежить від
категорії надійності електропостачання, числа трансформаторів та способу резервування. У відповідності з [17] для трансформаторів цехових ТП рекомендується приймати наступні коефіцієнти завантаження: при переважанні навантажень категорії І для двохтрансформаторних ТП К3=0,65…0,7; при переважанні навантажень категорії ІІ для однотрансформаторних ТП з взаємним резервуванням трансформаторів на низькій напрузі К3=0,7…0,8; при переважанні навантажень категорії ІІ і наявності централізованого (складського) резерву трансформаторів, а також при навантаженнях категорії ІІІ
36
К3=0,9…0,95. Прийняті до установки трансформатори додатково перевіряються на перевантаження в післяаварійному режимі по (4.5).
Якщо цехова ТП є резервним джерелом живлення для навантажень
категорії І і ІІ сусідньої підстанції, то при аварії на резервуючій підстанції необхідно врахувати додаткове навантаження для даної ТП в післяаварійному режимі:
|
|
|
(Pp + Pрез )
+ (Qp + Qрез )
(4.7)
де Ррез, Qрез, – відповідно додаткова активна і реактивна потужність для резервуючої підстанції.
В цьому випадку умова вибору номінальної потужності трансформаторів в післяаварійному режимі має вигляд:
1,4Sн.т³Sр/ (4.8)
Розташовувати цехові ТП треба по можливості в центрі навантажень
цеху, що відповідатиме мінімальним затратам на цехову мережу. На даний час цехові ТП виконуються комплектними і в залежності від умов оточуючого середовища цеху – відкритими і закритими (вбудованими).
Приклад 4.1. Для вибору потужності трансформаторів розрахуємо і побудуємо добовий графік повного навантаження за найбільш завантажену добу – зимовий період. Дані для розрахунку повного навантаження для доби зимового періода наведені в таблиці 4.1.
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
37
S, кВА
1100
1000
900
800
700
600
500
400
300
200
100
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 t, год
Рис. 4.1 Добовий графік повного навантаження цеху в зимовий період
З добового графіка навантаження цеху (рис.4.1) маємо величину максимального навантаження за найбільш завантажений день Sмакс=1140,94 кВА і тривалість цього навантаження за ту саму добу tт.м.=2год.
Визначаємо коефіцієнт заповнення графіка навантаження за найбільш
завантажену добу:
п
å Siti
де S з.д. = і =1 24
звідки
n
Кз.г. = Sз.д / Sмакс
= 18500,05 = 770,84 кВА
24
å Siti = 7 × 392,34 + 831,57 + 2 × 1140,94 + 1077,04 + 896,79 + 561,04 + 831,573 + 1021,66 +
i =1
961,7 + 223,165 + 903,48 + 1021,665 + 961,7 + 1140,94 + 1082,08 + 728,62 + 628,73 =
= 18500,05кВАгод
Кз.г. = 770,84 / 1140,94 = 0,67
38
По монограмі [1] при Кз.г.=0,67 і tт.м.=2год визначаємо допустиме систематичне перевантаження трансформаторів у відповідності з добовим графіком навантаження S’доб.пер.=0,2 Sн.т.
За рахунок нерівномірності річного графіка навантаження (недовантаження в літній період) може бути припущення додаткового перевантаження трансформаторів в розмірі 15%, тобто Sдод.=0,15 Sн.т.
Визначаємо суму припустимих навантажень трансформаторів в нормальному режимі при максимальному навантажені цеху:
Sд.п.=S’доб.пер.+Sдод.=0,2 Sн.т.+0,15 Sн.т.=0,35 Sн.т.
Так як припустиме перевантаження повинно складати не більше 30%
приймаємо Sд.п.=0,3 Sн.т.
Намічаємо два варіанту потужності трансформаторів.
Перший варіант: Sн.т.=630 кВА
K з1 =
S макс
п × S н .т
= 1140 ,94
2 × 630
= 0,906
Другий варіант: Sн.т.=1000 кВА
K з 2 =
S макс
п × Sн.т
= 1140,94
2 ×1000
= 0,57
Перевіряємо можливість перевантаження прийнятих трансформаторів при відключенні одного з них.
При відключенні одного з трансформаторів 630 (1000) кВА останній зможе пропустити потужність, рівну 1,4Sн.т., тобто
1,4 Sн.т.1=1,4 630 = 882 кВА – це 77,3% всієї потужності цеху, що споживається, що припустимо;
1,4 Sн.т.2=1,4 1000 = 1400 кВА – це 122,7% всієї потужності цеху, що споживається, трансформатор має запас потужності.
Визначаємо економічні показники варіантів. В таблиці 4.2 приведені
технічні дані трансформаторів.
Таблиця 4.2 Технічні дані трансформаторів.
|
Технічні дані | Потужність, кВА | |
| 630 | 1000 | |
| DРхх, кВт | 1,42 | 2,2 |
| DРкз, кВт | 7,6 | 10,6 |
| Іхх, % | 1,8 | 1,4 |
| Uк, % | 5,5 | 5,5 |
Визначаємо втрати потужності і енергії в трансформаторах за рік при роботі в нормальному режимі. Приймаємо при розрахунках D=0,0129 кВт/кВар.
39
Варіант 1.
ΔQх.х
= S Іх.х н.т 100
= 630 1,8 = 11,34кВар
|
|
н.т
2 k× з
100
= 630 5,5 × 0,905
100
= 28,38кВар
|
|
|
Приведені втрати потужності в одному трансформаторі:
ΔР¢ = ΔР¢
+ К 2 × ΔР¢к.з = 1,56 + 0,9052 × 7,96 = 8,1кВт
1 х.х з
Приведені втрати потужності в двох паралельно працюючих трансформаторах:
ΔР¢2
= 2ΔР¢х.х
+ 2К 2 × ΔР¢к.з = 2 ×1,56 + 2 × 0,9052 × 7,96 = 16,17кВт
Втрати енергії в трансформаторах за рік
|
|
+ 0,9052 ×13,048 × 2577,17 = 61063,26кВт × г
Варіант 2
ΔQ х.х
= S І х.х н.т 100
= 1000 1,4
100
2
= 14кВар
2
|
н.т
U k× K з
100
= 1000 5,5 × 0,57
100
= 17,87кВар
|
|
Приведені втрати потужності в одному трансформаторі:
ΔР¢ = ΔР¢
+ К 2 × ΔР¢
= 2,38 + 0,572 ×10,83 = 5,89кВт
1 х.х з
к.з
Приведені втрати потужності в двох паралельно працюючих трансформаторах:
ΔР¢ = 2ΔР¢
+ 2К 2 × ΔР¢
= 2 × 2,38 + 2 × 0,572 ×10,83 = 26,74кВт
2 х.х
з к.з
Втрати енергії в трансформаторах за рік
|
+ 0,57 2 × 21,66 × 2577,17 = 59853,256кВт × г
Виконуємо техніко-економічні порівняння варіантів встановлення трансформаторів і зводимо в таблицю 4.3.
40
Таблиця 4.3 Техніко-економічне поріняння варіантів.
|
Показники | Потужність, кВА | |
| 630 | 1000 | |
| Капітальні витрати, тис.грн. | 133,3 | 143,75 |
| Вартість річних втрат, тис.грн | 14,057 | 13,778 |
| Амортизація, тис.грн. | 19,955 | 21,563 |
| Обслуговування, тис.грн. | 3,9 | 4,3 |
| Сумарні експлуатаційні витрати, тис.грн. | 38,05 | 39,65 |
| Приведені річні витрати, тис.грн. | 54,047 | 56,9 |
Приведені річні витрати по першому варіанту на 5% менше ніж по другому, але при співставленні витрат слід враховувати наявність де-якої
зони, яка обумовлена точністю вхідних даних, в межах якої варіанти
можуть рахуватися рівноекономічними. Рівноекономічними вважаються варіанти, які відрізняються по приведеним витратам до 5%. Тому можна вважати, що обидва варіанта практично рівноекономічні. Крім того, якщо враховувати можливість збільшення потужності навантаження в майбутньому зупиняємося на другому варіанті – встановлення КТП
2х1000 кВА.
Так як потужність електричних споживачів цеха розподілена по площі цеха практично рівномірно, а умови середовища в цеху нормальні і відповідають СНіП по пожежо-і вибухонебезпечності приміщення відносяться до категорії Д встановлюємо КТП безпосередньо в цеху.
Дата добавления: 2018-04-15; просмотров: 1064; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!