Уточнение мощности трансформаторов с учетом компенсирующих устройств

Уточнение мощности трансформаторов производится с учетом способа компенсации реактивной мощности:

а) компенсация установкой БК на ВН и НН, при этом мощность потребителей цеха уточняется по следующей формуле:

(72)

б) компенсация СД и БК на ВН, уточненная мощность потребителей цеха такая же как и в предыдущем случае;

в) компенсация СД на ВН, мощность потребителей цеха останется такой же, как и до компенсации, поскольку СД присоединены к шинам источника питания (в соответствии с заданием на курсовой проект) и не разгружают трансформатор и питающую линию от реактивной мощности;

г) компенсация БК на НН, уточненная мощность потребителей цеха определяется по формуле (71);

д) компенсация БК на ВН, как и в случае (в) цеховой трансформатор от реактивной мощности разгружаться не будет.

Технически варианты (в) и (д) возможны лишь в том случае, если Т может пропустить через себя всю мощность, необходимую цеховым ЭП.

После уточнения мощности, проходящей через трансформатор, следует найти реальный коэффициент загрузки трансформатора, а также произвести проверку трансформатора по ГОСТ 14209-85 /14/ и сделать соответствующие выводы.

11.2 Выбор типов и исполнения трансформаторов

Для питания цеховых ЭП (силовых и осветительных) напряжением 380/220 В или 660 В на промышленных предприятиях, как правило применяются трехфазные трансформаторы с первичным напряжением 6, 10 кВ и реже от 20 до 35 кВ.

В зависимости от системы охлаждения цеховые трансформаторы выпускаются в нашей стране следующих типов:

а) масляные с естественным охлаждением (т.е. трансформаторное масло в баке трансформатора охлаждает его активные части циркуляцией под действием кавитации, а снаружи трансформатор охлаждается естественным потоком воздуха);

б) сухие (т.е. без охлаждающей жидкости) с естественным или принудительным воздушным охлаждением.

В зависимости от конструктивных особенностей цеховые трансформаторы выпускаются в следующих исполнениях:

- открытые - с открытыми изоляторами, расширителем для масла; такого типа трансформаторы, как правило, устанавливаются снаружи или в специальных камерах;

- закрытые, предназначенные для установки в комплектных трансформаторных подстанциях, отличительной особенностью которых является то, что вместо расширителя используется верхняя часть трансформатора под крышкой, заполненная инертным газом - азотом под небольшим избыточным давлением по отношению к трансформаторному маслу (азотная подушка) и выполняющая функцию демпфирующего и защитного (от окисления масла) устройств.

Для трансформаторов установлены условные обозначения, в которых последовательно (слева направо) приводится следующая информация:

- вид электротехнического устройства (без обозначения - трансформатор, А - автотрансформатор);

- число фаз (О - однофазный; Т - трехфазный);

- наличие расщепленной обмотки низшего напряжения - Р;

- условное обозначение вида охлаждения (С - сухие с естественным охлаждением, М - масляные и так далее);

- число обмоток (без обозначения - двухобмоточный, Т - трехобмоточный);

- наличие системы регулирования напряжения - Н;

- исполнение (З - защищенное, Г - грозоупорное, У - усовершенствованное, Л - с литой изоляцией, Ф - с усиленными фланцами);

- специфическая область применения (С - для систем собственных нужд электростанций, Ж - для электрификации железных дорог и тому подобное);

- номинальная мощность, кВА;

- класс напряжения обмотки высшего напряжения, кВ;

- климатическое исполнение;

- категория размещения.

Например: ТМФ-630/10 - трехфазный, двухобмоточный с естественным масляным охлаждением, с усиленным фланцем, мощностью 630 кВА, высшее напряжение - 10 кВ.

При выборе типов цеховых трансформаторов должны учитываться следующие факторы:

- место установки трансформаторов - если трансформаторы непосредственно в цехе, то необходимо применение их закрытого исполнения, с повышенной механической прочностью стенок и крышки бака трансформатора, без расширителя (ТМЗ, ТМФ и тому подобные);

- характеристика помещения по ПУЭ (нормальная влажная, жаркая, пыльная, с агрессивной средой и так далее);

- категория помещений (подстанции, всего цеха или отдельных участков) по пожаро- и взрывоопасности;

- характер нагрузки - равномерная или резкопеременная;

- необходимость в регулировании напряжения - в течение смены (РПН) или сезонное (ПБВ);

- величина первичного и вторичного напряжений - соответственно источника питания и электроприемников;

- число типов и типоразмеров трансформаторов на одном предприятии должно быть минимально возможным /2/.

Наибольшее распространение для цеховых подстанций как для наружной установки, так и для внутренней установки получили трансформаторы типов: ТМ, ТМЗ, ТМФ с естественным масляным охлаждением (с учетом ограничений, приведенных в /1/).

Сухие трансформаторы целесообразно применять, главным образом, при небольшой мощности в диапазоне от 10 до 400 кВА и не более 630-1000 кВА, их предельная мощность - 2500 кВА. Их применяют, например, в административных зданиях и в других помещениях, где возможно большое скопление людей, а также на испытательных станциях, в лабораториях, в машинных залах и других пожароопасных помещениях.

Основными недостатками сухих трансформаторов считают следующие:

- они не терпят атмосферных и коммутационных перенапряжений;

- относительно большие габариты (по сравнению с ТМ);

- их стоимость выше, чем у масляных;

- повышенный шум по сравнению с масляными;

- область применения ограничивается предельнодопустимыми значениями влажности помещений, где предполагается их установка (влажность не должна превышать 65 %), пыльностью (особенно токопроводящей), наличием агрессивных паров;

- низкая перегрузочная способность по сравнению с масляными трансформаторами;

Преимущества сухих трансформаторов:

- их можно устанавливать непосредственно в производственных и других помещениях, а также в подвалах и на любом этаже зданий, что определяет легкость и доступность ремонта;

- сухие трансформаторы небольшой мощности легко разместить в помещениях на колоннах, кронштейнах, балках, фермах, так как они не содержат охлаждающей жидкости и, следовательно, не требуют сооружения громоздких маслосборных, маслоприемных устройств;

- применение их целесообразно, например, для питания освещения при системе раздельного питания силового и осветительного оборудования;

- сухие трансформаторы пожаробезопасны.