Kitobni o'qish: «Методические указания для курсового и дипломного проектирования главных понижающих подстанций промышленных предприятий», sahifa 2
1.2 По перегрузочной способности
1.2.1 Выбор числа и мощности силовых трансформаторов может быть определен по перегрузочной способности и должен быть технически и экономически обоснованным, т. к. он оказывает существенное влияние на рациональное построении схем промышленного электроснабжения.
Наиболее часто ГПП промышленных предприятий выполняют двухтрансформаторными. Одно – трансформаторные ГПП допустимы только при наличии централизованного резерва трансформаторов и при поэтапном строительстве ГПП. Установка более двух трансформаторов возможна в исключительных случаях: когда требуется выделить резко переменные нагрузки и питать их от отдельного трансформатора; при реконструкции ГПП; если установка третьего трансформатора экономически целесообразна.
Важной характеристикой силовых трансформаторов является их нагрузочная способность, представляющая собой совокупность допустимых нагрузок и перегрузок. Силовые трансформаторы выпускают с номинальной мощностью, которую они могут длительно пропускать при нормальных условиях: номинальном напряжении, номинальной частоте, номинальной температуре окружающей среды. В этом случае превышение температуры масла и обмоток над температурой окружающей среды не выходит за установленные пределы, а срок службы трансформатора соответствует экономически целесообразному. В действительности трансформаторы работают в условиях, отличных от номинальных. Нагрузка их меняется в течение суток и года, не постоянна и температура охлаждающей среды. Это приводит, как правило, к неиспользованию трансформаторов. Опыт эксплуатации показал, что трансформаторы могут быть без ущерба для нормального срока службы загружены в течение части суток (года) сверх номинальной мощности, если в другую часть рассматриваемого периода их нагрузка была меньше номинальной. Загрузка трансформатора сверх номинальной мощности называется перегрузкой.
1.2.2 Величину и длительность допустимых перегрузок, а также термический износ изоляции обмоток при перегрузках определяют для прямоугольных двухступенчатых или многоступенчатых графиков нагрузки, в которые необходимо преобразовать заданные и реальные графики нагрузки.
Определение нагрузки SН3:
где: COS φ – коэффициент мощности; η – к.п.д. двигателя.
Определение суммарной мощности нагрузки на шинах ГПП 6кВ:
Sсум. гпп = SН1+SН2+SН3. (1.5)
Определение ориентировочной мощности главного трансформатора на ГПП:
1.2.3 Технико-экономическое обоснование выбора трансформаторов предусматривает решение вопроса о целесообразности установки трансформаторов большой мощности, замене трансформаторов и т. д. Для решения этих вопросов выполняется технико-экономическое сравнение вариантов. Одновременно с выбором номинальной мощности трансформаторов следует предусматривать экономичные режимы их работы, которые характеризуются минимумом потерь мощности в трансформаторах при работе их по заданному графику нагрузки. При этом надо учитывать не только потери активной мощности в самих трансформаторах, но и потери активной мощности, возникающие в системе электроснабжения по всей цепочке питания – от генераторов электростанций до рассматриваемых трансформаторов из-за потребления трансформаторами реактивной мощности. Эти потери называют приведенными в отличие от потерь в самих трансформаторах.
Технико-экономический расчет проводится с учетом следующих факторов:
– категории надежности электроснабжения потребителей;
– компенсации реактивных нагрузок на напряжении до 1 кВ;
– перегрузочной способности трансформаторов в нормальных и аварийных режимах,
– шага стандартных мощностей;
– экономичных режимов работы трансформаторов в зависимости от графика нагрузки.
Количество цеховых трансформаторных подстанций непосредственно влияет на затраты на распределительные устройства напряжением 6-20 кВ и внутризаводские и цеховые электрические сети. При уменьшении числа трансформаторных подстанций уменьшается число ячеек РУ, суммарная длина линий и потери электроэнергии и напряжения в сетях 6-10 кВ, но возрастают стоимость сетей напряжением 0,4 кВ и потери в них. Увеличение числа трансформаторных подстанций, наоборот, снижает затраты на цеховые сети, но увеличивает число ячеек РУ 6-10 кВ и затраты на сети напряжением 6-20 кВ. При некотором количестве трансформаторов с номинальной мощностью можно добиться минимума приведенных затрат при обеспечении заданной степени надежности электроснабжения. Такой вариант будет являться оптимальным, и его следует рассматривать как окончательный.
1.2.5 Одно – трансформаторные подстанции рекомендуется применять при наличии в цехе приемников электроэнергии, допускающих перерыв электроснабжения на время доставки складского резерва, или при резервировании, осуществляемом по линиям низшего напряжения от соседних трансформаторных подстанций. Таким образом они допустимы для потребителей III и II категорий, а также при наличии в сети 380-660В небольшого количества потребителей I категории.
1.2.6 Двухтрансформаторные подстанции следует применять в следующих случаях:
– при преобладании потребителей I категории и наличии потребителей особой группы;
– для сосредоточенной цеховой нагрузки и отдельно стоящих объектов общезаводского назначения;
– для цехов с высокой удельной плотностью нагрузок.
Иногда оказывается целесообразным применение двухтрансформаторных подстанций при неравномерном суточном или годовом графике нагрузок. В этом случае можно изменять присоединенную мощность трансформаторов, используя их в более рациональных режимах работы.
Для двухтрансформаторных подстанций также необходим резерв для быстрого восстановления нормального питания потребителей в случае выхода из строя одного трансформатора на длительный срок. Оставшийся в работе трансформатор должен обеспечивать электроснабжение всех потребителей I категории на время замены поврежденного трансформатора. Цеховые трансформаторные подстанции с количеством трансформаторов более двух используются только при надлежащем обосновании.
В соответствии с ГОСТ 14209-97 и 11677-75 цеховые трансформаторные подстанции имеют следующие номинальные мощности: 100, 160, 250, 400, 630, 1000, 1600, 2500 кВА. В настоящее время цеховые трансформаторные подстанции выполняются комплектными и во всех случаях, когда этому не препятствует условия окружающей среды и обслуживания, устанавливаются открыто.
1.2.7 Ориентировочный выбор числа и мощности трансформаторов производится по удельной плотности нагрузки σн
где Sр– расчетная нагрузка цеха, кВА; F – площадь цеха, м2.
При плотности нагрузки напряжением 380 В до 0,2 кВА/м2 целесообразно применять трансформаторы мощности до 1000 кВА включительно; при плотности 0,2–0,3 кВА/м2 – мощностью 1600 кВА; при плотности более 0,3 кВА/м2 целесообразность применения трансформаторов мощностью 1600 кВА или 2500 кВА должна определяться по технико-экономическому расчету.
1.2.8 Для определения Тmax, τ и ψ строится годовой график нагрузки по продолжительности. Этот график показывает длительность работы установки в течение года с различными нагрузками. По оси ординат откладывают нагрузок в соответствующем масштабе, по оси абсцисс – часы года от 0 до 8760. Нагрузки на графике располагают в порядке убывания.
