2.1.2. Вибір за максимальним навантаженням
Згідно з цим методом вихідними даними для вибору потужності трансформаторів на підстанціях є максимальні розрахункові навантаження, визначені із врахуванням їх зміни у перспективі (найчастіше за п’ятирічний період).
Потужність трансформаторів вибирається за умовами:
при встановленні одного трансформатора
;
(2.1)
при встановленні двох трансформаторів
;
(2.2)
при встановленні
трансформаторів
,
(2.3)
де
- найбільше навантаження підстанції на
розрахунковий період 5 років.
Трансформатори, що вибрані
за умовами 2.2 та 2.3, забезпечують живлення
всіх споживачів у нормальному режимі
при оптимальному завантаженні
,
а в аварійному режимі залишений в роботі
один трансформатор забезпечує живлення
споживачів із урахуванням його допустимого
перевантаження.
2.1.3. Вибір за графіком навантаження
Основою для розрахунків є добовий графік зміни повної потужності за характерний зимовий день, оскільки навантаження в цей період є максимальним. Для визначення номінальної потужності спочатку потрібно дійсний графік перетворити в двоступеневий еквівалентний. Перетворення реального графіка в двоступеневий полягає у визначенні максимальної й мінімальної еквівалентних потужностей.
П
ояснення
методики проводиться на прикладі
умовного добового графіка, що зображений
на рис. 2.1.
Мінімальна еквівалентна потужність визначається за формулою
,
(2.4)
де
- потужність
-ї
ступені дійсного графіка, що
менша або рівна середньодобовій
потужності, тобто
;
- тривалість відповідної
-ї
ступені дійсного графіка.
Максимальна еквівалентна потужність визначається за формулою
,
(2.5)
де
- потужність
-ї
ступені дійсного графіка, що
більша за середньодобову потужність,
тобто
;
- тривалість відповідної
-ї
ступені дійсного графіка.
Перед розрахунком характеристик еквівалентного графіка визначають середньодобову потужність
.
(2.6)
Визначаються характеристики еквівалентного графіка. Коефіцієнт початкового навантаження
.
(2.7)
Коефіцієнт максимального навантаження
.
(2.8)
Коефіцієнт пікового навантаження
.
(2.9)
Далі потрібно уточнити коефіцієнт максимального навантаження та тривалість максимальної ступені еквівалентного графіка. Цей крок дозволяє забезпечити максимальну відповідність вказаних величин реальному багатоступеневому графіку.
Для уточнення коефіцієнта
максимального навантаження слід
порівняти величину
з добутком
.
Якщо
,
то
,
в протилежному випадку
Проведемо уточнення тривалості максимальної ступені:
,
(2.10)
де
- тривалість максимальної ступені
еквівалентного графіка.
Для розрахунку нестандартної потужності
трансформатора необхідно визначити
коефіцієнт допустимого систематичного
перевантаження
.
Він визначається за таблицею Д.1, яка
подана в додатку, при відомому коефіцієнті
початкового навантаження
,
відомих температурі довкілля
,
тривалості максимальної ступені
еквівалентного графіка
та системі охолодження трансформатора.
Нестандартна номінальна потужність визначається за формулою
,
(2.11)
де - кількість трансформаторів.
Номінальну потужність приймають із ряду стандартних потужностей, дотримуючись виконання умови
.
(2.12)
Наступним кроком є перевірка трансформаторів вибраної потужності на допустимість систематичних перевантажень.
Уточнюємо коефіцієнт початкового навантаження
.
(2.13)
Далі при відомих значеннях
,
,
та системі охолодження трансформатора
знаходимо уточнену величину коефіцієнта
допустимого систематичного перевантаження
(таблиця
Д.1 в додатку).
Допустима потужність, яку зможуть пропускати трансформатори (трансформатор) в нормальному режимі визначається за формулою
.
(2.14)
Режим роботи трансформаторів вважають допустимим, якщо
(2.15)
При невиконанні цієї умови слід збільшити номінальну потужність трансформаторів на одну ступінь із ряду стандартних потужностей і повторити перевірку на допустимість систематичного перевантаження, починаючи з уточнення коефіцієнта початкового навантаження (формула 2.13).
При перевірці трансформаторів (трансформатора) на допустимість систематичних перевантажень доцільно врахувати можливість їх додаткового навантаження взимку за рахунок недовантаження влітку. Допускається додаткове навантаження трансформаторів в зимовий період на кожен відсоток недовантаження в літній, але не більше ніж на 15%.
Для виконання відповідних розрахунків
вводиться коефіцієнт додаткового
перевантаження за рахунок сезонного
коливання навантажень
.
Його можна визначити, використовуючи
добовий графік за характерний літній
день. Тобто
,
(2.16)
де
- максимальна потужність за добовим
графіком літнього характерного дня.
Визначається результуюча перевантажувальна
здатність трансформаторів у вигляді
коефіцієнта сумарних допустимих
систематичних перевантажень
:
.
(2.17)
В цьому випадку допустима потужність, яку зможуть пропускати трансформатори в нормальному режимі визначатиметься за формулою
.
(2.18)
Режим роботи буде допустимим, якщо виконуватиметься умова 2.15.
Наступним етапом є перевірка вибраних трансформаторів на допустимість аварійних перевантажень.
В аварійному режимі, коли один із
трансформаторів виходить з ладу – інший
буде перевантаженим. Для визначення
допустимої потужності, що зможе пропустити
залишений в роботі трансформатор
потрібно за таблицею Д.2 додатку знайти
коефіцієнт допустимого аварійного
перевантаження
.
Цей коефіцієнт залежить від величин
,
,
та системи охолодження трансформатора.
Допустима потужність, яку зможе пропустити залишений в роботі трансформатор визначається за формулою
.
(2.19)
Режим роботи трансформатора вважають допустимим, якщо
,
(2.20)
де
-
потужність, яка споживається
електроприймачами І-ї та ІІ-ї категорії
надійності електропостачання. Ця
потужність фігурує в умові 2.20 через те,
що споживачі вказаних категорій вимагають
безперебійного живлення, а приймачі
ІІІ-ї категорії надійності можуть бути
відключеними на час ремонту чи заміни
пошкодженого трансформатора.
Як правило частка споживачів тієї чи іншої категорії задається у відсотках, тому
,
(2.21)
де
- частка споживачів І-ї та ІІ-ї категорії.
Якщо умова 2.20 не виконується, то необхідно збільшити номінальну потужність трансформаторів на одну ступінь із ряду стандартних потужностей і повторити перевірку на допустимість систематичного та аварійного перевантаження.