Для вибору трансформаторів необхідно визначити найбільш економічну реактивну потужність навантаження підстанції.
(3.1)
де - максимальне значення активної потужності навантаження підстанції;
- економічне значення тангенса, що задається для енергосистеми в залежності від вищої напруги мережі. Для живильної напруги 35 кв =0,23; 110 кВ - =0,28; 220 кВ - =0,32.
Для мережі = 110 кВ приймаємо
=0,28 |
Економічна споживана реактивна потужність підстанції визначається, МВАр:
=50*0,28=14
Силові трансформатори, встановлені на підстанціях, призначені для перетворення електроенергії з однієї напруги на іншу.
У завданні на курсове проектування задано дві напруги підстанції –_ кВ і ____кВ, тому по кількості обмоток слід приймати двообмоткові трансформатори. Якщо потужність вибраного трансформатора ___ МВА і більш, то необхідно приймати трансформатори з розщепленими обмотками по нижчій стороні з метою обмеження струмів короткого замикання.
Оскільки в завданні присутні споживачі першої і другої категорії, то число трансформаторів знижувальної підстанції, що розраховується, згідно норм технологічного проектування, приймається рівним двом.
|
|
На підстанціях з двома трансформаторами робочі секції шин нижчої напруги рекомендується тримати в роботі роздільно. При такому режимі струм короткого замикання зменшується і поліпшуються умови роботи апаратів низької напруги [1].
У системах електропостачання промислових підприємств потужність силових трансформаторів повинна забезпечити в нормальних умовах живлення всіх приймачів. При виборі потужності трансформаторів добиваємося економічно доцільного режиму роботи і відповідного забезпечення резервування живлення приймачів при відключенні одного з трансформаторів. При цьому враховується, що на двотрансформаторній підстанції є післяаварійний режим роботи.
Потужність трансформатора на двотрансформаторній підстанції вибирається по заданій потужності підстанції.
Максимальне навантаження підстанції з урахуванням компенсаційних пристроїв МВА:
51,92 (3.2)
де – максимальна активна потужність;
- максимальна реактивна потужність підстанції, МВАр;
– економічна реактивна потужність навантаження підстанції, МВАр;
Номінальна потужність трансформатора на підстанції відповідно до [3] визначається, МВА:
=0,7*51,92=36,34 (3.3)
Розрахункова потужність трансформаторів, одержана по формулі 3.3, округляється до найближчої стандартної потужності по шкалі ГОСТ 11920-85, ГОСТ 12965-85.
По табл. А1 вибираються два трансформатори одного типу. Данні трансформатора приведені в табл.3.1. Вибраний трансформатор перевіряється на аварійне перевантаження по ГОСТ 14209-97.
|
|
(3.4)
де – коефіцієнт аварійного перевантаження при відключенні одного з трансформаторів під час аварії, визначається по [4].
Він залежить від коефіцієнта початкового навантаження (K1), температури охолоджуючого середовища під час аварії (), тривалості перевантаження (h), а також від системи охолоджування трансформатора.
Коефіцієнт початкового навантаження K1 визначається як:
=45,79/(2*36,34)=0,63,(3.5)
де – число трансформаторів ,
– середньоквадратичне навантаження, розраховується по добовому графіку навантаження, МВА:
, (3.6)
де – тривалість графіка, годин;
Преображаємо математичну формулу 3.9 в розрахункову
=45,79
де – тривалість i-того ступеня добового графіка (1година, табл. 2.1.),
– повна потужність i-того ступеня графіка.
–множення з табл. 2.1.
Таблиця 3.1
Вибір трансформаторів
Трансформатор | ТРДН-40000/110 |
Номінальна потужність, Sнтр, МВА | |
Середня номінальна напруга, кВ | 115/6,3;10,5 |
Напруга короткого замикання UК, % | 10,5 |
Втрати короткого замикання PК, кВт | |
Втрати холостого ходу, Рх, кВт | |
Струм холостого ходу, I х, % | 0,65 |
Розрахункова вартість, тис. грн. | |
Активний опір трансформатора, RT, Ом | 1,42 |
Реактивний опір трансформатора, XT, Ом | 34,7 |
Реактивна потужність трансформатора, що намагнічує, Qс, квар | |
Границі регулювання напруги,% | +/-8 |
Величина перевантаження трансформатора в аварійному режимі, ΔS1, % | 1,5 |
*Примітки. 1. Наявність букви ”Р” в найменуванні трансформатора – це трансформатор з розчепленням вторинної обмотки. 2. Активний RT і реактивний XT опори для трансформаторів з розчепленням вторинної обмотки приведені в табл. 2.7 при паралельному з’єднанні розщеплених половин вторинної обмотки
Коефіцієнт початкового навантаження:
=45,79/(2*36,34)=0,63 (3.7)
Розрахункова добова тривалість аварійного перевантаження приймається згідно з нормами технологічного проектування, при однозмінній роботі 4 год., при двозмінній 8 год., при тризмінній 12-24 год. Для двозмінної роботи приймаємо =8 год.
Задаємось середньою температурою охолоджуючого повітря для літнього та зимового періоду, приймається середня температура для літа Луганської області = 21,2 0C, для зими Луганської області
=–5,9 0C [4].
По табл. 1.36 [2], табл. А2 для =0,63 і =8 год, температури навколишнього середовища взимку Луганської області = -5,9 0C і способу охолоджування трансформатора Д (найменування трансформатора табл.3.1) визначаємо допустиме аварійне навантаження взимку
=1,6 | (3.7а) |
Вибраний трансформатор перевіряється на аварійне перевантаження по ГОСТ 14209-97 для зимового навантаження підстанції.
40*1,6≥40
64≥40 (3.8)
Вибраний трансформатор задовольняє аварійному перевантаженню взимку.
По табл. 1.36 [2], табл. А2 для =0,63 і =8 год, температури навколишнього середовища для літа Луганської області = 21,2 0C і способу охолоджування трансформатора Д (найменування трансформатора табл.3.1) визначаємо допустиме аварійне навантаження
=1,3 | . |
Вибраний трансформатор перевіряється на аварійне перевантаження по ГОСТ 14209-97 для літнього навантаження підстанції.
(3.9)
40*1,3≥40*70/100
52≥28
де – літнє навантаження підстанції у відсотках від зимового навантаження, береться з вихідних даних завдання до курсового проекту.
Вибраний трансформатор задовольняє аварійному перевантаженню влітку.
Якщо умови (3.8 та 3.9) не виконується, то необхідно передбачити відключення частини|частки| споживачів III категорії, або збільшити потужність трансформатора на один ступінь.