Выбор силовых трансформаторов

Выбор силовых трансформаторов

На подстанции 110/10 кВ в Г. калининград

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

 

по дисциплине «Проектирование электроустановок электростанций и подстанций»

 

 

КР.45.13.03.02.ХХ ПЗ

 

	Выполнил: студент группы 17-ЗЭЭ _____________________ И.И. Иванов

 

Калининград, 2020

ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ

Площадка проектируемой подстанции располагается в г. Калининград. Исходные данные для проектирования подстанции приведены в таблице 1.1, график нагрузки изображен на рисунке 1.1.

Таблица 1.1 – Исходные данные для проектирования

Наименование показателя	Значение показателя
1. Температура наружного воздуха:
- среднегодовая, ºС	9,0
- зимняя, ºС	-7,6
- летняя, ºС	16,5
2. Максимальная мощность нагрузки (зимний период):
- активная мощность PНГmax, МВт	80
- реактивная мощность QНГmax, Мвар	65
3. Число питающих линий 110 кВ	3
4. Число отходящих линий 110 кВ	3
5. Переток мощности по отходящим линиям:
- по первой линии, МВт	15
- по второй линии, МВт	15
- по третьей линии, МВт	40
6. Число отходящих линий 10 кВ	10
7. Периодическая составляющая тока КЗ, кА	17

 

Рисунок 1.1 – Зимний (синий) и летний (красный) графики нагрузки подстанции

 

 

ВЫБОР СИЛОВЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ

Выбор мощности трансформаторов ведется с учетом характера графиков нагрузки и допустимых по ГОСТ 14209-85 [1] систематических и аварийных перегрузок. Первые могут иметь место систематически при неравномерном суточном графике нагрузки трансформатора, вторые – при аварийной ситуации, когда требуется сохранить электроснабжение потребителей, несмотря на перегрузку трансформатора.

Определяется наибольшая нагрузка подстанции S_НГmax:

(2.1)

 

 Намечается номинальная мощность трансформатора S_ном:

(2.2)

 

Предварительно принимается трансформатор Х обозначение Х мощностью S_ном = ХХХ МВА и системой охлаждения типа ХХ.

Таблица 2.1 - Паспортные данные трансформатора Х обозначение Х

Тип	Sном, МВ×А	Uномвн, кВ	Uномнн, кВ	ΔPxx, кВт	ΔPкз, кВт	Uk, %	Ixx, %

 

2.1 Анализ нагрузки трансформаторов в зимний период

Анализируем нормальный режим работы в зимний период:

	(2.3)
МВА

Таким образом, в нормальном режиме работы трансформаторы обеспечивают полное электроснабжение потребителей в зимний период без перегрузки.

Рассмотрим ремонтный режим в зимний период. В данном режиме будет произведено отключение одного из трансформаторов. Оставшийся в работе трансформатор будет испытывать систематическую перегрузку, так как S_нг > S_ном.

 

Проверим допустимость такой перегрузки. Для этого преобразуем непрерывный суточный график нагрузки для зимнего периода в эквивалентный ступенчатый график (рисунок 2.1)

Рисунок 2.1 – Эквивалентный ступенчатый график нагрузки для зимнего периода

На графике выделяем интервалы времени Δt и определяем среднюю мощность на интервале с меньшей нагрузкой, данные заносим в таблицу 2.2.

Таблица 2.2 – Средняя мощность для интервала с меньшей нагрузкой

Номер интервала	Средняя нагрузка Sp, МВА	Продолжительность Δtm, ч
1
2
3
4
….

Рассчитываем начальную нагрузку К₁ эквивалентного графика при систематической перегрузке:

	(2.4)

На графике выделяем интервалы времени  и определяем среднюю мощность на участке с перегрузкой, данные заносим в таблицу 2.3.

Таблица 2.3 – Средняя мощность на участке с перегрузкой

Номер интервала	Средняя нагрузка Sp, МВА	Продолжительность
1
2
3
4
…

 

Рассчитываем предварительное превышение нагрузки  эквивалентного графика:

	(2.5)

Определяем К_max исходного графика нагрузки для зимнего периода

	(2.6)

Сравнивается  с  исходного графика нагрузки. Если , то . Если , то  принимается равным , а продолжительность перегрузки пересчитывается.

	(2.7)

Так как условие выполняется следует, что

Проверим трансформатор на систематическую перегрузку. Для этого при температуре в зимний период ХХ °С, системе охлаждения трансформатора типа ХХ, предварительной нагрузке К₁ и продолжительности перегрузки h = ХХ ч по ГОСТ 14209-85 выбираем допустимый коэффициент систематической перегрузки К_2СМдоп = ХХ.

	(2.8)

Из этого следует, что работа данного трансформатора при систематической перегрузке недопустима. Поэтому вводится ограничение на проведение планового ремонта трансформатора в зимнее время. Или не вводится, если систематическая перегрузка допустима – в таком случае проверка по авариной перегрузке уже не требуется.

Проверим трансформатор на аварийную перегрузку. Для этого при температуре в зимний период ХХ °С, системе охлаждения трансформатора типа ХХ, предварительной нагрузке К₁ и продолжительностью перегрузки h = ХХ ч по ГОСТ 14209-85 выбираем допустимый коэффициент аварийной перегрузки К_2АВдоп = ХХ.

	(2.9)

Из этого следует, что работа данного трансформатора при аварийной перегрузке допустима.

 

2.2 Анализ нагрузки трансформаторов в летний период

Аналогичный расчет выполняется для летнего периода с меньшей нагрузкой трансформатора. Если мощность одного трансформатора превышает максимальную нагрузку в летний период, то