Transformatorstasjoner i strømforsyningsanlegg

Bruksområder for en- og to-transformatorstasjoner

Som regel brukes en- og to-transformatornettverks strømforsyningssystemer... Bruk av tre transformatorstasjoner medfører ekstra kapitalkostnader og øker årlige driftskostnader. Tre transformatorstasjoner brukes sjelden som tvungen løsning under ombygging, utvidelse av en nettstasjon, med eget strømforsyningssystem for elektriske og lysbelastninger, ved tilførsel av skarpt vekslende laster.

Transformatorstasjoner med en transformator 6-10 / 0,4 kV brukes ved tilførsel av belastninger som tillater avbrudd av strømforsyningen i en periode på ikke mer enn 1 dag, som er nødvendig for reparasjon eller utskifting av et skadet element (forsyning av energiforbrukere av kategori III), så vel som for å drive energiforbrukere i kategori II, med forbehold om reduksjon av strømforsyningen med hoppere av sekundærspenningen eller i nærvær av en lagerreserve av transformatorer.

Transformatorstasjoner med en transformator er også nyttige i den forstand at hvis driften av virksomheten er ledsaget av perioder med lav belastning, er det mulig på grunn av tilstedeværelsen av hoppere mellom transformatorstasjoner å slå av en del av sekundærspenningstransformatoren, og dermed skape en økonomisk hensiktsmessig driftsmåte for transformatorer.

Den økonomiske driftsmåten for transformatorer forstås som en modus som sikrer minimale effekttap i transformatorer. I dette tilfellet er problemet med å velge det optimale antallet arbeidstransformatorer løst.

Slike transformatorstasjoner kan være økonomiske når det gjelder maksimal konvergens av spenningen på 6-10 kV til energiforbrukere, og redusere lengden på nettverk til 1 kV på grunn av desentraliseringen av transformasjonen av elektrisk energi. I dette tilfellet er problemet løst til fordel for å bruke to enkelttransformatorer kontra en to-transformatorstasjon.

Transformatorstasjoner med to transformatorer brukes med en overvekt av elektriske forbrukere i kategori I og II. I dette tilfellet er kraften til transformatorene valgt slik at når en av dem forlater arbeidet, vil den andre transformatoren med en tillatt overbelastning ta belastningen til alle forbrukere (i denne situasjonen er det mulig å midlertidig slå av elektriske forbrukere i kategorien III). Slike understasjoner er også ønskelige, uavhengig av brukerkategori, i nærvær av en ujevn daglig eller årlig belastningsplan.I disse tilfellene er det fordelaktig å endre den tilkoblede kraften til transformatorene, for eksempel i nærvær av sesongmessige belastninger, opererer ett eller to skift med en betydelig forskjellig skiftbelastning.

Strømforsyning en bygd, et distrikt i en by, et verksted, en gruppe verksteder eller en hel virksomhet kan leveres av en eller flere transformatorstasjoner. Muligheten for å bygge en- eller to-transformatorstasjoner bestemmes som et resultat av en teknisk og økonomisk sammenligning av flere alternativer for strømforsyningssystemet... Kriteriet for valg av alternativ er minimum reduserte kostnader for bygging av strømforsyningssystem. De sammenlignede alternativene skal sikre det nødvendige nivået av strømforsyningspålitelighet.

I strømforsyningssystemene til industribedrifter brukes følgende enhetskapasiteter til transformatorer oftest: 630, 1000, 1600 kV × A, i de elektriske nettverkene til byer — 400, 630 kV × A. Design og driftspraksis har vist trenger å bruke samme type transformatorer med samme kraft, siden deres mangfold skaper ulemper ved vedlikehold og forårsaker ekstra reparasjonskostnader.

Effektvalg av transformatorer ved transformatorstasjoner

Generelt er valget av krafttransformatorer gjort på grunnlag av følgende grunnleggende inngangsdata: estimert belastning av strømforsyningsanlegget, varigheten av maksimal belastning, økningshastigheten til belastningene, kostnaden for elektrisitet, bæreevnen til transformatorene og deres økonomiske belastning.

Hovedkriteriet for valg av enhetskraft til transformatorerelektrisk understasjon er, som ved valg av antall transformatorer, et minimum av reduserte kostnader oppnådd på grunnlag av en teknisk og økonomisk sammenligning av alternativene.

Omtrent kan valget av enhetseffekt til transformatorer gjøres i henhold til spesifikk designlasttetthet (kV × A / m2) og full designbelastning på stedet (kV × A).

Med en spesifikk lasttetthet på opptil 0,2 kV × A / m2 og en total belastning på opptil 3000 kV × A, anbefales det å bruke 400 transformatorer; 630; 1000 kVA med sekundærspenning 0,4 / 0,23 kV. Ved spesifikk tetthet og total belastning over de angitte verdiene er transformatorer med en kapasitet på 1600 og 2500 kVA mer økonomiske.

Disse anbefalingene er imidlertid ikke tilstrekkelig underbygget på grunn av de raskt skiftende prisene på elektrisk utstyr og spesielt TP.

I designpraksisen velges transformatorene til transformatorstasjoner ofte i henhold til designbelastningen til anlegget og de anbefalte koeffisientene for den økonomiske belastningen til transformatorene Kze = СР / Сн.т., i samsvar med dataene i tabellen.

Anbefalte belastningsfaktorer for transformatorer for verksted TP

Transformatorlastfaktor Type transformatorstasjon og belastningens art 0,65 ... 0,7 To transformatortransformatorstasjoner med en dominerende belastning av kategori I 0,7 ... 0,8 Enkelttransformatorstasjoner med en dominerende belastning av kategori II i nærvær av gjensidig redundans i hoppere med andre nettstasjoner med sekundærspenning 0,9 … 0,95 transformatorstasjoner med belastning av kategori III eller med en dominerende belastning av kategori II med mulighet for å bruke en lagerreserve av transformatorer

Når du velger kraften til transformatorer, er det viktig å vurdere lastkapasiteten deres.

Under belastningskapasiteten til transformatoren forstås settet med tillatte belastninger, systematiske og nødoverbelastninger fra beregningen av den termiske slitasjen til isolasjonen til transformatoren. Hvis du ikke tar hensyn til bæreevnen til transformatorene, kan du uberettiget overvurdere nominell effekt når du velger, noe som er økonomisk upraktisk.

I de fleste nettstasjoner varierer belastningen på transformatorene og forblir under den nominelle i lang tid. En betydelig del av transformatorene er valgt under hensyntagen til post-nødmodusen, og derfor forblir de vanligvis underbelastet i lang tid. I tillegg er krafttransformatorer designet for å fungere ved en tillatt omgivelsestemperatur på + 40 ° C. Faktisk fungerer de under normale forhold ved omgivelsestemperaturer opp til 20 ... 30 ° C. Derfor er en krafttransformator i et visst øyeblikk kan overbelastes , tatt i betraktning omstendighetene diskutert ovenfor, uten å skade den etablerte levetiden (20 ... 25 år).

Basert på studier av forskjellige driftsmoduser for transformatorer, ble GOST 14209-85 utviklet, som regulerer tillatte systematiske belastninger og nødoverbelastninger av kraftoljetransformatorer for generell bruk med en kapasitet på opptil 100 mV × A inkludert typer kjøling M, D , DC og C , tatt i betraktning mediets temperatur.

For å bestemme systematiske belastninger og nødoverbelastninger i samsvar med GOST 14209-85, er det også nødvendig å kjenne den opprinnelige belastningen før overbelastningen og varigheten av overbelastningen. Disse dataene bestemmes fra den faktiske initiale lastkurven (tilsynelatende effekt eller strøm) omregnet til termisk ekvivalent i en rektangulær to- eller flertrinnskurve.

På grunn av behovet for å ha en reell original lastkurve, kan en beregning av tillatte laster og overbelastninger i henhold til utføres for eksisterende nettstasjoner for å kontrollere tillateligheten av eksisterende lastplan, samt for å bestemme mulige alternativer for daglige planer med maksimale verdier for belastningsfaktorene i forrige øyeblikk av overbelastningsmodus og i overbelastningsmodus.

På designstadier for transformatorstasjoner kan typiske lastkurver brukes eller, i samsvar med anbefalingene som også er foreslått i GOST 14209-85, velge transformatoreffekt i henhold til nødoverbelastningsforhold.

Deretter, for nettstasjoner der nødoverbelastning av transformatorer er mulig (to-transformator, en-transformator med reservekoblinger på sekundærsiden), hvis den beregnede lasten til stedet Sp og koeffisienten for tillatt nødoverbelastning Kz.av er kjent, transformatorens merkeeffekt bestemmes som

Universitet for anvendt vitenskap = Sp / Kz.av

Det skal også bemerkes at belastning av transformatoren utover dens nominelle effekt kun er tillatt når transformatorens kjølesystem er i god stand og helt innkoblet.

Når det gjelder typiske grafer, er de for tiden designet for et begrenset antall belastningsnoder.

Siden valget av antall og kraft til transformatorer, spesielt av forbrukerstasjoner 6-10 / 0,4-0,23 kV, ofte bestemmes hovedsakelig av en økonomisk faktor, er det viktig å ta hensyn til kompensasjonen for reaktiv effekt i elektriske nettverk til bruker.

Ved å kompensere den reaktive effekten i nettverk opp til 1 kV, er det mulig å redusere antall 10 / 0,4 transformatorstasjoner, deres merkeeffekt. Dette er spesielt viktig for industrielle brukere, i nettverk opp til 1 kV, som må kompensere betydelige verdier av reaktive belastninger. Den eksisterende metodikken for utforming av reaktiv effektkompensasjon i elektriske nettverk til industribedrifter og innebærer valg av kapasiteten til kompenserende enheter med samtidig valg av antall transformatorer til transformatorstasjonen og deres kapasitet.

Med hensyn til det ovennevnte, kompleksiteten til direkte økonomiske beregninger, i lys av de raskt skiftende indikatorene for byggekostnader og strømkostnader, i utformingen av ny og rekonstruksjon av eksisterende forbrukerstasjoner 6-10 / 0, 4 -0,23 kV, krafttransformatorens effektvalg kan gjøres som følger:

— i industrielle nettverk:

a) velg enhetseffekten til transformatorene i samsvar med anbefalingene for den spesifikke tettheten til designbelastningen og den fulle designbelastningen til anlegget;

b) antall transformatorer og deres merkeeffekt skal velges i henhold til designretningslinjer reaktiv effektkompensasjon i elektriske nettverk av industribedrifter;

c) valget av kraften til transformatorene må utføres under hensyntagen til de anbefalte belastningsfaktorene og de tillatte nødoverbelastningene til transformatorene;

d) i nærvær av typiske belastningsplaner, må valget gjøres i samsvar med GOST 14209-85, under hensyntagen til kompensasjon av reaktiv effekt i nettverk opp til 1 kV;

— i urbane elektrisitetsnett:

a) med tilgjengelige typiske lastkurver for transformatorstasjonen, bør valget av transformatoreffekt gjøres i samsvar med GOST 14209-85;

b) å vite typen belastning på transformatorstasjonen, i fravær av dens typiske tidsplaner, er det tilrådelig å gjøre valget i samsvar med de metodiske instruksjonene.

Et eksempel. Valget av antall og kapasitet til transformatorer til verkstedtransformatorstasjoner i henhold til følgende innledende data: Пр = 250 kW, Qp = 270 kvar; kategori av elektriske mottakere til verkstedet i henhold til graden av pålitelighet av strømforsyningen - 3.

Svar. Full designkapasitet for verkstedet.

Fra designkraft (377 kV × A) det nødvendige nivået av strømforsyningspålitelighet (kategori 3 for strømforbrukere) kan tas som en enkelttransporttransformatorstasjon med en transformatoreffekt Snt = 400 kV × A.

Lastfaktoren til transformatoren vil være

som oppfyller relevante krav.