Выбор числа и мощности силовых трансформаторов, месторасположения и типа цеховой подстанции

Типовой расчет трансформаторов

С помощью трансформаторов осуществляется повышение напряжение до величин (110, 220, 330, 500 кВ.), необходимых для линий электропередач энергосистем, а также многократное ступенчатое понижение напряжений до величин, применяемых непосредственно в приемниках электроэнергии (10; 0,3; 0,66; 0,38; 0,22; 0,127 кВ).

Для компенсации потерь напряжения в электрических сетях повышающие трансформаторы имеют высшее напряжение на 10% выше номинального напряжения сети, а понижающие трансформаторы — низкие напряжения на 5−10% выше номинального напряжения сети. В зависимости от числа обмоток трансформаторы делят на двух — и трехобмоточные. Каждый трансформатор характеризуется номинальными данными: мощностью, токами первичной и вторичной обмоток, потерями холостого хода, потерями короткого замыкания, напряжением короткого замыкания и током холостого хода, а также группой соединения.

Напряжением короткого замыкания трансформатора называется напряжение, которое необходимо подвести к одной из обмоток при замкнутой накоротко другой, чтобы в последней протекал ток номинальный.

Током холостого хода называется ток, который при номинальном напряжении устанавливается в одной обмотке при разомкнутой другой.

Группой соединения называется угловое (кратное 30) смещение векторов между одноименными вторичными и первичными линейными напряжениями обмоток трансформатора.

Под номинальной следует понимать нагрузку, равную номинальному току, который трансформатор может нести непрерывно в течение всего срока службы при номинальных температурных условиях. Для всех трансформаторов в зависимости от условий эксплуатации определяется резервом трансформаторной мощности, графиком нагрузки и температурой окружающей среды, могут быть допущены перегрузки.

В обмотках и в стали магнитопровода трансформатора, включенного под нагрузку выделяется значительное количество теплоты. Чтобы поддерживать температуру нагрева трансформатора в указанных пределах, необходимо в течение срока эксплуатации трансформатора непрерывно отводить выделяющуюся в нем теплоту в окружающее пространство, т. е. эффективно охлаждать трансформатор.

Суммарная мощность всех установленных двигателей цеха:

Р_уст.дв. = 1080,5 кВт Активная мощность электродвигателей:

Р_{потр.дв.} = Р_уст.дв. * К_спр.дв.Р_{потр.дв.} = 1080,5 * 0,3 = 324,15 кВт Реактивная мощность электродвигателей:

Q_{потр.дв.} = Р_{потр.дв.} * tgц_ср.взв.Q_{потр.дв.} = 324,15 * 1,1 = 357,17 кВар

кВт.

кВар Коэффициент несовпадения максимумов нагрузки г? 0,92. Полная потребная мощность силового трансформатора:

кВА Исходя из расчётной мощности, перечисленных условий, учитывая, что потребители электроэнергии цеха относятся ко II и III категории по бесперебойности электроснабжения, принимаем к установке 2КТПМ 1600.

Согласно ПУЭ, коэффициент аварийной загрузки для КТП должен составлять не более 30%, если его коэффициент загрузки в нормальном режиме не превышал 70 — 75% и, причем с этой перегрузкой он может работать не более 120 минут при полном использовании всех устройств охлаждения трансформаторов, если подобная перегрузка не запрещена инструкциями заводов изготовителей. Так как электроприемники в цехе относятся ко 2 и 3 группе по бесперебойности электроснабжения, то в аварийном режиме возможно отключение части неответственных электроприемников.

Для выбранной КТП ТМ 1600/35 имеется большой трансформаторный резерв, что обеспечит дальнейший рост нагрузки цеха без замены трансформатора на большую мощность, во вторую смену можно отключить один трансформатор для экономии электроэнергии.

Таблица 4. Расчет трансформатора