7. Выбор типа, числа и мощности силовых тр-ров. Основные положения.
В системах эл.снабжения на всех п/ст-ях для изменения напряжения переменного тока служат силовые тр-ры различного конструктивного исполнения, выпускаемые в широком диапазоне номинальных мощностей и напряжений. Выбор тр-ров заключается в определении их требуемого числа, типа, номинальных напряжений и мощности, а также группы и схемы соединения обмоток.
Правильное определение числа и мощности цеховых тр-ров необходимо для эффективной работы п/ст и возможно только с учетом следующих факторов: категории надежности эл.снабжения потребителей; перегрузочной способности тр-ров в нормальном и аварийном режимах; шага стандартных мощностей; экономичных режимов работы тр-ров в зависимости от графика нагрузки.
Выбор требуемого числа тр-ров.
Обычно на подстанции выбирают один или два тр-ра. При этом при выборе кол-ва тр-ров исходят из следующих данных:
Категории надеж-ти эл.потребителей (1, 2, 3);
Наличия резервирования;
Схемы эл.снабжения (замкнутые, разомкнутые, от одной или нескольких п/ст);
Типа эл.нагрузки (сосредоточенная, резко-переменная):
Плотности нагрузки
Необходимость в большем числе тр-ров встречается редко.
Выбор конструктивного исполнения тр-ров.
По конструктивному исполнению тр-ры делят на масляные, заполненные синтетическими жидкостями и сухие. Масляные обладают хорошим отводом тепла от обмоток и сердечника, хорошей диэлектрической пропиткой изоляции, надежной защитой активных частей от воздействия окружающей среды, дешевизной. Их недостаток – возможность возникновения пожара, взрыва или выброса продуктов разложения масла при случайном повреждении изоляции, приводящая к дуговому короткому замыканию (КЗ) внутри бака тр-ра, особенно при отказе или неправильном срабатывании защиты. По соображениям пожарной безопасности используют сухие (безмасляные) тр-ры. Условия охлаждения таких тр-ров хуже, чем у масляных, поэтому плотность тока в их обмотках меньше, а габариты, расход активных материалов и стоимость соответственно больше. Следовательно, выбор типа тр-ра (масляного или сухого) является технико-экономической задачей.
Выбор номинальной мощности тр-ров.
Основным фактором, определяющим требуемую номинальную мощность тр-ра, является допустимая относительная аварийная нагрузка. По ГОСТ 14209-97 она определяется по соображениям допустимого дополнительного теплового износа изоляции тр-ра за время аварийного режима с учетом температуры охлаждающей среды, типа тр-ра и формы суточного графика нагрузки в аварийных условиях.
В зависимости от исходных данных различают два метода выбора номинальной мощности тр-ров:
по заданному суточному графику нагрузки цеха за характерные сутки года для нормальных и аварийных режимов;
по расчетной мощности для тех же режимов.
8 Проверка силовых тр-ров на перегрузочную способность. Аварийная и систематическая перегрузка.
В системах электроснабжения мощность силовых тр-ров должна обеспечивать в нормальных условиях питание всех приемников эл/э. При выборе мощности силового тр-ра следует добиваться экономически целесообразного режима работы и соотв-го обеспечения резервированного питания приемников при отключении одного из тр-ов, причем нагрузка тр-ов в нормальных условиях не должна вызывать сокращения естественного срока его службы.
Мощность силовых тр-ов определяется с учетом их перегрузочной способности. Перегрузочная способность определяется в зависимости от графика нагрузок тр-ра. Допускаются аварийная и возможная систематическая перегрузки тр-ов.
а) Перегрузка аварийная. Согласно ГОСТ 14209-97: Режим продолжительных аварийных перегрузок - это режим нагрузки, возникающий в результате продолжительного выхода из строя некоторых элементов сети, которые могут быть восстановлены только после достижения постоянного значения превышения температуры тр-ра. Режим кратковременных аварийных перегрузок - это режим чрезвычайно высокой нагрузки, вызванный непредвиденными воздействиями, которые приводят к значительным нарушениям нормальной работы сети, при этом температура наиболее нагретой точки проводников достигает опасных значений и в некоторых случаях происходит временное снижение электрической прочности изоляции. Допустимая продолжительность такой нагрузки меньше тепловой постоянной времени тр-ра и зависит от достигнутой температуры до перегрузки; обычно продолжительность перегрузки составляет менее получаса. В ГОСТ 14209-85 так же указывается, что допустимые аварийные перегрузки вызывают повышенный по сравнению с нормальным расчетный износ витковой изоляции, что может привести к сокращению нормированного срока службы тр-ра. Для сухих тр-ров допустимая кратковременная перегрузка определяется по кривым зависимостей приведенным в нормативно-технических документах. В тех случаях, когда нагрузка тр-ров (для систем охлаждения М, Д, ДЦ и Ц) до и послеаварийной перегрузки не превышала 0,93 от его паспортной мощности, его возможно перегружать в срок до 5 суток на 40%. Однако при этом продолжительность перегрузки в каждые сутки не должна превышать 6 ч. В этом случае следует применять все средства для форсирования охлаждения.
б) Режим систематических нагрузок – это режим, в течение части цикла которого температура охлаждающей среды может быть более высокой и ток нагрузки превышает номинальный, однако с точки зрения термического износа такая нагрузка эквивалентна номинальной нагрузке при номинальной температуре охлаждающей среды. Это достигается за счет понижения температуры охлаждающей среды или тока нагрузки в течение остальной части цикла.
Систематическая
перегрузочная способность тр-ра с
масляным охлаждением типа ТМ, ТМД, ТДГ
и других старых выпусков зависит от
особенностей графика нагрузок, который
характеризуется коэффициентом заполнения
графика:
Имея величину продолжительности максимальной нагрузки tпм, по кривым, определяют величину допустимой перегрузки, которой можно подвергать тр-р ежедневно в часы максимума его нагрузки. Допустимая перегрузка тр-ра:
,
где Sдоп — допустимая дополнительная нагрузка тр-ра в часы максимальной нагрузки сверх номинальной паспортной мощности за счет неполного использования тр-ра в течение остального времени суток.
Кроме того, тр-р может быть перегружен зимой за счет снижения его нагрузки в летнее время, т. е. когда нагрузка снижается вообще и естественный срок службы тр-ра увеличивается за счет снижения температуры металла обмоток при летних нагрузках. В соответствии с этим допускается перегрузка в зимнее время на 1 % на каждый процент недогрузки в летнее время, но всего за этот счет не более чем на 15%. Обе перегрузки допускается суммировать, но общая перегрузка не должна превышать 30%, или SдопΣ ≤ Sнт.
Аварийная перегрузка тр-ра – перегрузка, возникшая в результате аварии в системе электроснабжения (приведшей, например, к отключению одного из тр-ров двухтр-рной подстанции).
Аварийная перегрузка тр-ров может быть выбрана независимо от длительности предшествующей загрузки по графикам для сухих тр-ров и М, Д, ДЦ, Ц.
Тр-р М, Д, ДЦ, Ц можно перегружать до 40% в течение 5 суток, если его нагрузка до аварийной перегрузки не превышала 0,93 паспортной мощности. При этом продолжительность перегрузки не должна превышать 6 ч в сутки. Необходимо применять средства для форсирования охлаждения.
Систематическая перегрузочная способность тр-ра с масляным охлаждением типа ТМ, ТМД, ТДГ и других старых выпусков зависит от особенностей графика нагрузок, который характеризуется коэффициентом заполнения графика:
Имея величину продолжительности максимальной нагрузки tпм, по кривым, определяют величину допустимой перегрузки, которой можно подвергать тр-р ежедневно в часы максимума его нагрузки. Допустимая перегрузка тр-ра:
,
где Sдоп — допустимая дополнительная нагрузка тр-ра в часы максимальной нагрузки сверх номинальной паспортной мощности за счет неполного использования тр-ра в течение остального времени суток.
Кроме того, тр-р может быть перегружен зимой за счет снижения его нагрузки в летнее время, т. е. когда нагрузка снижается вообще и естественный срок службы тр-ра увеличивается за счет снижения температуры металла обмоток при летних нагрузках. В соответствии с этим допускается перегрузка в зимнее время на 1% на каждый процент недогрузки в летнее время, но всего за этот счет не более чем на 15%. Обе перегрузки допускается суммировать, но общая перегрузка не должна превышать 30%, или SдопΣ ≤ Sнт.