Izbor broja i snage transformatora

Ispravan odabir broja i kapaciteta transformatora u trafostanicama industrijskih poduzeća jedno je od važnih pitanja opskrbe električnom energijom i izgradnje racionalnih mreža. Pod normalnim uvjetima, transformatori moraju opskrbljivati ​​strujom sve korisnike poduzeća pod njihovim nazivnim opterećenjem.

Broj transformatora u trafostanici određen je zahtjevom pouzdanosti napajanja. U ovom pristupu, najbolja opcija je ugradnja dva transformatora, osiguravajući neprekidno napajanje. korisnici radionica bilo koje kategorije… Međutim, ako su samo prijamnici kategorije II i III instalirani u servisu, tada su obično ekonomičnije transformatorske podstanice s jednim transformatorom.

Pri projektiranju mreža u postrojenju, ugradnja jednotransformatorskih trafostanica provodi se u slučaju da je kroz niskonaponsku mrežu osiguran kratki spoj potrošača, kao i kada je moguće u određenom roku zamijeniti oštećeni transformator.

Riža. 1 Radioničke sheme napajanja s jednim (a) i dva (b) transformatora

Dvotransformatorske trafostanice koriste se kod značajnog broja korisnika II kategorije ili uz prisustvo korisnika I kategorije. Osim toga, preporučuju se trafostanice s dva transformatora s neujednačenim dnevnim i godišnjim rasporedom opterećenja poduzeća, sa sezonskim načinom rada sa značajnom razlikom u smjenskom opterećenju. Zatim, kada se opterećenje smanji, jedan od transformatora se isključuje.

Problem izbora broja transformatora sastoji se u odabiru između dvije mogućnosti (slika 1 a i b) opcije s najboljim tehničkim i ekonomskim pokazateljima. Optimalna verzija sheme napajanja odabire se na temelju usporedbe smanjenih godišnjih troškova za svaku opciju:

Γi = Ce, i + kn, eKi + Yi,

gdje Ce, i — pogonski troškovi i -te opcije, kn, e — standardni faktor učinkovitosti, Ki — kapitalni troškovi za i -tu opciju, Ui — gubici potrošača od prekida napajanja.

Treba napomenuti da je u slučaju sl. 1 (a), postoji potpuni nestanak struje i ovdje se ne može uzeti u obzir napajanje potrošača preko pomoćnog voda za napon 0,4 kV, budući da je takav krug sličan krugu s dva transformatora, ali s lošijim performansama zbog na dugi vod od 0,4 kV...

Kada se uspoređuju opcije, pitanje budućeg razvoja poduzeća igra važnu ulogu. Tako, na primjer, ako u trgovini trenutno postoje samo korisnici iz druge kategorije, onda ima smisla razmotriti opcije. Ali ako se nakon godinu dana planira ponovno opremiti proizvodnju iu trgovini se pojavljuju potrošači prve kategorije, tada je, naravno, potrebno odabrati opciju s dva transformatora.

U principu, ugradnjom dva transformatora osigurava se pouzdano napajanje potrošača. To znači da ako je jedan transformator oštećen, drugi, uzimajući u obzir njegovu sposobnost preopterećenja, osigurava 100% pouzdanost napajanja tijekom vremena potrebnog za popravak transformatora.

Ali postoje slučajevi kada snaga postojeća dva transformatora postane nedostatna za napajanje svih prijamnika, na primjer, kada se instalira snažnija oprema, mijenja način rada električnih prijemnika itd. Zatim se razmatraju mogućnosti ugradnje snažnijih transformatora u trafostanici ili ugradnje trećeg transformatora za pokrivanje povećane snage.

Čini se da je druga opcija poželjnija, jer se povećava pouzdanost trafostanice, nema potrebe za prodajom starih transformatora, a kapitalni trošak instaliranja trećeg transformatora u pravilu je mnogo manji nego kod ponovnog opremanja cijele trafostanice. .

Ali ova opcija nije uvijek moguća, na primjer, s gustim razvojem teritorija poduzeća, jednostavno možda neće biti dovoljno prostora za dodatni transformator. S druge strane, postoji značajna složenost strujnog kruga koja možda nije moguća kada transformatori rade paralelno. Stoga se razmatranje opcija provodi od slučaja do slučaja.

Osim zahtjeva pouzdanosti, pri izboru broja transformatora treba voditi računa i o načinu rada prijemnika. Na primjer, s niskim faktorom punjenja krivulje opterećenja, ekonomski je moguće instalirati ne jedan nego dva transformatora.

Na velike transformatorske stanice, GPP, u pravilu, broj transformatora je odabran ne više od dva. To je uglavnom zbog činjenice da je trošak sklopne opreme na strani višeg napona poduzeća usporediv s troškom transformatora.

Izbor transformatora po snazi

Preporuča se odabir snage GPP transformatora i radioničkih transformatora (osim u slučajevima oštro promjenjivog rasporeda opterećenja), preporuča se odabir prosječnog opterećenja za najopterećeniju smjenu, nakon čega slijedi provjera i podešavanje prema specifičnoj potrošnji energije jedinica proizvodnje dobivena kao rezultat studija električnih opterećenja poduzeća.

Za kontinuiranu opskrbu opterećenja prve i druge kategorije preporučuje se ugradnja dva transformatora s faktorom opterećenja u normalnom načinu rada od 0,6 - 0,7 po GPP-u industrijskih poduzeća.

Preporuča se uzeti sljedeće faktore opterećenja za transformatore komercijalnih podstanica: dvostruki transformator s pretežnim opterećenjem prve kategorije — 0,65 — 0,7, jednostruki transformator s pretežnim opterećenjem druge kategorije i redundancijom za sekundarne naponske skakače — 0,7 — 0.8.

Broj i kapacitet radioničkih transformatora treba odabrati na temelju tehničko-ekonomskih proračuna. Istodobno, u prvoj aproksimaciji, snaga transformatora u mrežama s naponom od 380 V može se uzeti na temelju sljedećih specifičnih gustoća opterećenja: do 1000 kVA pri gustoćama do 0,2 kV-A / m2, 1600 kVA pri gustoći od 0 ,2 — 0,3 kVA / m2, 1600 — 2500 kVA pri gustoći 0,3 kVA / m2 i više.

Ljestvica standardnih snaga energetskih transformatora

Kod nas je usvojena jedinstvena ljestvica transformatorskih kapaciteta. Odabir racionalnog mjerila jedan je od glavnih zadataka u optimizaciji industrijskih elektroenergetskih sustava. Danas postoje dvije ljestvice snage: s korakom od 1,35 i s korakom od 1,6. Odnosno, prva ljestvica uključuje snage: 100, 135, 180, 240, 320, 420, 560 kVA itd., a druga uključuje 100, 160, 250, 400, 630, 1000 kVA itd. Transformatori prve ljestvice snage trenutno se ne proizvode i koriste se na već postojećim trafostanicama, a druga ljestvica snage koristi se za projektiranje novih trafostanica.

Treba napomenuti da je ljestvica s koeficijentom 1,35 povoljnija u pogledu opterećenja transformatora. Na primjer, kada dva transformatora rade s faktorom opterećenja od 0,7, kada je jedan od njih isključen, drugi je preopterećen za 30%. Ovakav način rada zadovoljava zahtjeve uvjeta rada transformatora. Na taj se način njegova snaga može u potpunosti iskoristiti.

Pri dopuštenom preopterećenju od 40% dolazi do podiskorištenja instalirane snage transformatora sa ljestvicom 1,6.

Pretpostavimo da dva transformatora transformatorske podstanice rade odvojeno i da je opterećenje svakog od njih 80 kVA, kada je jedan od njih isključen, drugi mora osigurati opterećenje od 160 kVA. Ne može se prihvatiti opcija ugradnje dva transformatora od 100 kVA , budući da će u ovom slučaju preopterećenje biti 60% kada je jedan transformator izvan pogona. Prilikom ugradnje transformatora od 160 kVA, to rezultira njihovim opterećenjem u normalnom načinu rada za samo 50%.

Kada koristite ljestvicu s korakom od 1,35, možete instalirati transformatore kapaciteta 135 kVA, tada će njihovo opterećenje u normalnom načinu rada biti 70%, au hitnom preopterećenju neće biti veće od 40%.

Na temelju ovog primjera možete vidjeti da je ljestvica s korakom od 1,35 racionalnija. A oko 20% snage proizvedenih transformatora se ne koristi. Moguće rješenje ovog problema je ugradnja dva transformatora na trafostanici različite snage. Međutim, ovo rješenje se ne može smatrati tehnički racionalnim, jer kada se transformator veće snage isključi iz pogona, preostali transformator neće pokriti cjelokupno opterećenje radionice.

Postavlja se prirodno pitanje: koji je razlog prelaska na novi skup kapaciteta? Odgovor očito leži u smanjenju raznolikosti kapaciteta za objedinjavanje opreme: ne samo transformatora, već iu neposrednoj blizini (sklopke, prekidači opterećenja, rastavljači itd.).

Na temelju svega navedenog odabir broja i snage transformatora za napajanje tvorničkih trafostanica provodi se na sljedeći način:

1) broj transformatora transformatorske podstanice određuje se na temelju pouzdanosti napajanja, uzimajući u obzir kategoriju prijamnika;

2) odabiru se najbliže opcije za napajanje odabranih transformatora (ne više od tri), uzimajući u obzir njihovo dopušteno opterećenje u normalnom načinu rada i dopušteno preopterećenje u hitnom načinu rada;

3) navedenim mogućnostima određeno je ekonomski izvedivo rješenje, prihvatljivo za konkretne uvjete;

4) razmatra se mogućnost proširenja ili razvoja trafostanice i razmatra pitanje moguće ugradnje transformatora veće snage na iste temelje ili se predviđa mogućnost proširenja trafostanice povećanjem broja transformatora.