Transformatorske stanice u elektroenergetskim sustavima

Područja primjene trafostanica s jednim i dva transformatora

U pravilu se koriste sustavi napajanja trafostanica s jednim i dva transformatora... Korištenje tri transformatorske stanice uzrokuje dodatne kapitalne troškove i povećava godišnje troškove rada. Tri trafostanice se rijetko koriste kao prisilno rješenje pri rekonstrukciji, proširenju trafostanice, sa zasebnim sustavom napajanja električnih i rasvjetnih potrošača, kod napajanja oštro izmjeničnih opterećenja.

Transformatorske stanice s jednim transformatorom 6-10 / 0,4 kV koriste se za napajanje potrošača koji dopuštaju prekid napajanja u trajanju od najviše 1 dana, što je potrebno za popravak ili zamjenu oštećenog elementa (opskrba potrošača energije). kategorije III), kao i za napajanje potrošača energije kategorije II, podložno smanjenju napajanja premosnicima sekundarnog napona ili uz prisutnost zaliha transformatora.

Transformatorske podstanice s jednim transformatorom također su korisne u smislu da ako je rad poduzeća popraćen razdobljima niskog opterećenja, tada je moguće zbog prisutnosti skakača između transformatorskih podstanica isključiti dio sekundarnog naponskog transformatora, čime se stvaranje ekonomski svrsishodnog načina rada transformatora .

Pod ekonomičnim načinom rada transformatora podrazumijeva se način rada koji osigurava minimalne gubitke snage u transformatorima. U ovom slučaju rješava se problem izbora optimalnog broja radnih transformatora.

Takve transformatorske stanice mogu biti ekonomične u smislu maksimalne konvergencije napona od 6-10 kV potrošačima energije, smanjujući duljinu mreže na 1 kV zbog decentralizacije transformacije električne energije. U ovom slučaju, problem je riješen u korist korištenja dvije jednotransformatorske transformatorske stanice u odnosu na jednu dvotransformatorsku trafostanicu.

Transformatorske stanice s dva transformatora koriste se s prevladavanjem električnih potrošača kategorije I i II. U ovom slučaju, snaga transformatora je odabrana tako da kada jedan od njih napusti rad, drugi transformator s dopuštenim preopterećenjem će preuzeti opterećenje svih potrošača (u ovoj situaciji moguće je privremeno isključiti električne potrošače kategorije III). Takve trafostanice su također poželjne, bez obzira na kategoriju korisnika, u prisustvu neravnomjernog dnevnog ili godišnjeg rasporeda opterećenja.U tim je slučajevima povoljno mijenjati priključnu snagu transformatora, na primjer, u prisutnosti sezonskih opterećenja, jedna ili dvije smjene rade sa značajno različitim smjenskim opterećenjem.

Napajanje naselje, gradska četvrt, radionica, grupa radionica ili cijelo poduzeće može biti opremljeno jednom ili više transformatorskih stanica. Mogućnost izgradnje jedno- ili dvotransformatorske trafostanice utvrđuje se kao rezultat tehničko-ekonomske usporedbe više opcija za sustav napajanja... Kriterij za izbor opcije je minimum smanjenih troškova izgradnje sustav napajanja. Uspoređene opcije trebale bi osigurati potrebnu razinu pouzdanosti napajanja.

U sustavima napajanja industrijskih poduzeća najčešće se koriste sljedeći jedinični kapaciteti transformatora: 630, 1000, 1600 kV × A, u električnim mrežama gradova - 400, 630 kV × A. Praksa projektiranja i rada pokazala je potrebno je koristiti isti tip transformatora s istom snagom, jer njihova raznolikost stvara neugodnosti u održavanju i uzrokuje dodatne troškove popravka.

Izbor snage transformatora u trafostanicama

Općenito, izbor energetskih transformatora vrši se na temelju sljedećih osnovnih ulaznih podataka: procijenjenog opterećenja elektroenergetskog objekta, trajanja maksimalnog opterećenja, brzine porasta opterećenja, cijene električne energije, nosivost transformatora i njihovo ekonomsko opterećenje.

Glavni kriterij za odabir jedinične snage transformatoraelektrična podstanica je, kao i kod odabira broja transformatora, minimum smanjenih troškova dobiven na temelju tehničko-ekonomske usporedbe opcija.

Okvirno, odabir jedinične snage transformatora može se izvršiti prema specifičnoj proračunskoj gustoći opterećenja (kV × A / m2) i punom proračunskom opterećenju mjesta (kV × A).

Sa specifičnom gustoćom opterećenja do 0,2 kV × A / m2 i ukupnim opterećenjem do 3000 kV × A, preporuča se koristiti 400 transformatora; 630; 1000 kVA sa sekundarnim naponom 0,4 / 0,23 kV. Pri specifičnoj gustoći i ukupnom opterećenju iznad navedenih vrijednosti ekonomičniji su transformatori snage 1600 i 2500 kVA.

Međutim, ove preporuke nisu dovoljno potkrijepljene zbog brzog mijenjanja cijena električne opreme, a posebno TP.

U praksi projektiranja transformatori transformatorskih stanica često se biraju prema proračunskom opterećenju objekta i preporučenim koeficijentima ekonomskog opterećenja transformatora Kze = SR / Sn.t., sukladno podacima u tablici.

Preporučeni faktori opterećenja transformatora za radionicu TP

Faktor opterećenja transformatora Vrsta transformatorske podstanice i priroda opterećenja 0,65 ... 0,7 Dvije transformatorske transformatorske podstanice s pretežnim opterećenjem kategorije I 0,7 ... 0,8 Transformatorske podstanice s jednim transformatorom s pretežnim opterećenjem kategorije II u prisutnosti međusobne redundancije u spojnicama s drugim trafostanicama na sekundarnom naponu 0,9 ... 0,95 transformatorske stanice s opterećenjem kategorije III ili s pretežitim opterećenjem kategorije II s mogućnošću korištenja zalihe transformatora

Pri odabiru snage transformatora važno je pravilno razmotriti njihovu nosivost.

Pod nosivošću transformatora podrazumijeva se skup dopuštenih opterećenja, sustavnih i hitnih preopterećenja iz proračuna toplinskog trošenja izolacije transformatora. Ako ne uzmete u obzir nosivost transformatora, možete pri izboru neopravdano precijeniti njihovu nazivnu snagu, što je ekonomski neisplativo.

U većini trafostanica opterećenje transformatora varira i dugo ostaje ispod nazivnog. Značajan dio transformatora odabire se uzimajući u obzir način rada nakon nužde i stoga obično ostaju nedovoljno opterećeni dugo vremena. Osim toga, energetski transformatori su dizajnirani za rad na dopuštenoj temperaturi okoline od + 40 ° C. Zapravo, oni rade u normalnim uvjetima na temperaturama okoline do 20 ... 30 ° C. Stoga, energetski transformator u određenom trenutku može se preopteretiti, uzimajući u obzir gore navedene okolnosti, bez oštećenja utvrđenog životnog vijeka (20 ... 25 godina).

Na temelju studija različitih načina rada transformatora razvijen je GOST 14209-85 koji regulira dopuštena sustavna opterećenja i hitna preopterećenja energetskih uljnih transformatora opće namjene kapaciteta do 100 mV × A uključujući vrste hlađenja M, D , DC i C , uzimajući u obzir temperaturu medija.

Za određivanje sustavnih opterećenja i hitnih preopterećenja u skladu s GOST 14209-85, također je potrebno znati početno opterećenje koje prethodi preopterećenju i trajanje preopterećenja. Ovi se podaci određuju iz krivulje stvarnog početnog opterećenja (prividna snaga ili struja) pretvorene u toplinski ekvivalent u pravokutnoj krivulji s dva ili više stupnjeva.

Zbog potrebe za stvarnom izvornom krivuljom opterećenja, za postojeće trafostanice može se izvršiti proračun dopuštenih opterećenja i preopterećenja u skladu s kako bi se provjerila prihvatljivost postojećeg rasporeda opterećenja, kao i odredile moguće opcije dnevnih rasporeda s maksimalne vrijednosti faktora opterećenja u prethodnom trenutku režima preopterećenja i u režimu preopterećenja.

U fazama projektiranja trafostanice mogu se koristiti tipične krivulje opterećenja ili, u skladu s preporukama također predloženim u GOST 14209-85, odabrati snagu transformatora prema uvjetima hitnog preopterećenja.

Zatim, za trafostanice u kojima je moguće hitno preopterećenje transformatora (dvotransformator, jedan transformator s rezervnim priključcima na sekundarnoj strani), ako je poznato proračunsko opterećenje mjesta Sp i koeficijent dopuštenog hitnog preopterećenja Kz.av, nazivna snaga transformatora određena je kao

Veleučilište primijenjenih znanosti = Sp / Kz.av

Također treba napomenuti da je opterećenje transformatora preko njegove nazivne snage dopušteno samo kada je sustav hlađenja transformatora u dobrom radnom stanju i potpuno uključen.

Što se tiče tipičnih grafova, oni su trenutno dizajnirani za ograničeni broj čvorova opterećenja.

Budući da je izbor broja i snage transformatora, posebno trafostanica potrošača 6-10 / 0,4-0,23 kV, često određen uglavnom ekonomskim faktorom, bitno je uzeti u obzir kompenzaciju jalove snage u električnim mrežama korisnik.

Kompenzacijom jalove snage u mrežama do 1 kV moguće je smanjiti broj transformatorskih podstanica 10 / 0,4, njihovu nazivnu snagu. Ovo je posebno važno za industrijske korisnike, u mrežama do 1 kV, koji moraju kompenzirati značajne vrijednosti reaktivnih opterećenja. Postojeća metodologija za projektiranje kompenzacije jalove snage u električnim mrežama industrijskih poduzeća i podrazumijeva izbor kapaciteta kompenzacijskih uređaja uz istovremeni izbor broja transformatora trafostanice i njihovog kapaciteta.

Dakle, uzimajući u obzir navedeno, složenost izravnih ekonomskih proračuna, s obzirom na brzo mijenjanje pokazatelja troškova izgradnje trafostanica i troškova električne energije, pri projektiranju novih i rekonstrukciji postojećih trafostanica potrošača 6-10 / 0, 4 -0,23 kV, odabir snage transformatora može se izvršiti na sljedeći način:

— u industrijskim mrežama:

a) odabrati jediničnu snagu transformatora u skladu s preporukama za specifičnu gustoću proračunskog opterećenja i puno proračunsko opterećenje objekta;

b) broj transformatora trafostanice i njihova nazivna snaga moraju biti odabrani u skladu s projektnim smjernicama kompenzacija jalove snage u električnim mrežama industrijskih poduzeća;

c) odabir snage transformatora mora se provesti uzimajući u obzir preporučene faktore opterećenja i dopuštena preopterećenja transformatora u slučaju opasnosti;

d) u prisutnosti tipičnih rasporeda opterećenja, odabir se mora izvršiti u skladu s GOST 14209-85, uzimajući u obzir kompenzaciju jalove snage u mrežama do 1 kV;

— u gradskim električnim mrežama:

a) s dostupnim tipičnim krivuljama opterećenja trafostanice, izbor snage transformatora treba biti u skladu s GOST 14209-85;

b) znajući vrstu opterećenja trafostanice, u nedostatku tipičnih rasporeda, preporučljivo je napraviti izbor u skladu s metodološkim uputama.

Primjer. Izbor broja i snage transformatora radioničkih transformatorskih stanica prema sljedećim početnim podacima: Pr = 250 kW, Qp = 270 kvar; kategorija električnih prijemnika radionice prema stupnju pouzdanosti napajanja - 3.

Odgovor. Puni projektirani kapacitet radionice.

Iz snaga dizajna (377 kV × A) potrebna razina pouzdanosti napajanja (kategorija 3 potrošača električne energije) može se uzeti kao jednotransportna trafostanica sa snagom transformatora Snt = 400 kV × A.

Faktor opterećenja transformatora bit će

koji ispunjava odgovarajuće zahtjeve.