Выбор числа и мощности силовых трансформаторов

Правильный технический и экономически обоснованный выбор числа и мощности силовых трансформаторов для главных понизительных и цеховых подстанций промышленных предприятий имеет существенное значение для рационального построения схемы электроснабжения этих предприятий.

Число трансформаторов определяется требованиями надёжности электроснабжения.

Потребители проектируемого цеха относятся ко второй категории надежности электроснабжения. Они должны быть обеспечены резервом, вводимым действиями дежурного персонала. [6]

В системах электроснабжения промышленных предприятий мощных силовых трансформаторов должна обеспечивать в нормальных условиях питание всех приемников электроэнергии. При выборе мощности трансформаторов следует добиваться экономически целесообразного режима работы и соответствующего обеспечения резервирования питание приёмников при отключении одного из трансформаторов, причем нагрузка трансформаторов в нормальных условиях не должна (по нагреву) вызывать сокращение естественного срока его службы.

Надежность электроснабжения предприятия достигается за счет установки на подстанции двух трансформаторов, которые, как правило, работают отдельно. При этом соблюдаются условие, что любой из оставшихся в работе трансформаторов (при аварии с другим) обеспечивает полностью или с некоторым ограничением потребную мощность. Обеспечение потребной мощности может осуществляться не только за счет использования номинальной мощности трансформаторов, но и за счет их перегрузочных способности (в целях уменьшения их установленной мощности).

Номинальной мощностью трансформатора называют мощность, на которую он может быть нагружен непрерывно в течение всего срока службы (примерно 20 лет) при нормальных температурных условиях окружающей среды.

По условиям надежности электроснабжения выбираем два трансформатора.

Все узлы питания разбил на две секции приблизительно равной мощности:

1: ПР1- 129,85 кВА, ШР1-65,19 кВА,; å S₁ = 195,0,4 кВА;

2: ПР2 – 131,87 кВА, ПР3 – 19,43 кВА. ШР2 – 44,72 кВА å S₂ = 196,02 кВА;

Мощность одного трансформатора определяем с учетом того, что в нормальном режиме каждый трансформатор будет не догружен на 20-30% с тем, чтобы была возможность перегрузки одного трансформатора в аварийном режиме до 140% продолжительностью 5 суток не более 6 часов в сутки. [8]

Потери в трансформаторе

-активные:

ΔР_Т=0,02Sр (2.45)

ΔР_Т1=0,02*195,04=3,9(кВт)

ΔР_Т2=0,02*196,02=3,9 (кВт)

- реактивные:

ΔQ_Т=0.1 Sр (2.46)

ΔQ_Т1=0,1 *195,04=19,5 (кВар)

ΔQ_Т2=0,1 *196,02= 19,6 (кВар)

- полные:

ΔS_Т= (2.47)

ΔS_Т1= = 19,98 (кВА)

ΔS_Т21= = 19,99 (кВА)

Полная мощность с учетом потерь:

S= Sр+ ΔS_Т (2.48)

S_т1=195,04+19,98 =215,02(кВА)

S_т2=196,02+19,99 =216,01 (кВА)

Принимаем коэффициент загрузки трансформатора 0,75:

S_тр =å S₁ / 0,75 (2.49)

S_тр1 = 215,02/0,75=286,69 (кВА);

S_тр2=216,01 /0,75=288 (кВА)

Выбираем предварительно два трансформатора типа ТМГ-400/10

Фактический коэффициент загрузки трансформаторов

β₁ =

β₂ =

Перегрузка трансформатора в аварийном режиме:

(å S₁₊å S₂ ) / S_тр (2.50)

(215,02+216,01)/ 400 = 1,07

При выбранных мощностях в нормальном режиме трансформаторы будут недогружены, но тем не менее остановился на этой мощности, т.к.

Т.о перегрузка трансформатора составит в аварийном режиме 28%. Это позволит трансформатору работать с перегрузкой в течении 5 суток не более 6 часов в сутки [ 4]

Следовательно, выбранные мощности трансформаторов (2*400 кВА) обеспечивают электроснабжение цеха в нормальном, и в аварийном режиме.