3. Определение числа, мощности и места расположения трансформаторной подстанции

3.1. Выбор мощности и типа трансформаторных подстанций 10/0,38кВ

От правильного размещения подстанций на территории массовой жилой застройки города, а также от числа подстанций и мощности трансформаторов, установленных в каждой подстанции, зависят экономические показатели и надежность системы электроснабжения потребителей. Трансформаторные подстанции следует приблизить к центру питаемых ими групп потребителей, так как при этом сокращается протяженность низковольтных сетей, снижаются сечения проводов и жил кабелей, а это приводит к значительной экономии цветных металлов и снижению потери энергии. Также снижаются капитальные затраты на сооружение сетей. Поэтому система с мелкими подстанциями оказывается выгодной и применяется повсеместно. Однако не всегда удается расположить подстанцию в расчетном центре, так как определяющими факторами являются архитектурно-планировочные решения.

Для питания потребителей 2-й и 3-й категорий в зависимости от величины суммарной нагрузки, требуемой для подключения к данной подстанции, могут применяться трансформаторные подстанции с одним или двумя трансформаторами.

Для учета перспективного роста нагрузок при сооружении ТП необходимо предусматривать возможность установки в ней силового трансформатора большей мощности.

В двухтрансформаторной подстанции выбирают номинальную мощность трансформаторов из условий аварийного режима, когда один из трансформаторов выходит из строя, а оставшийся в работе обеспечивает или всю нагрузку подстанции, или часть ее, так как часть ее нагрузки (электроприемники 3-й категории) может быть отключена. Номинальная мощность каждого трансформатора должна составлять при 70%-ной загрузке 50% суммарной расчетной мощности потребителя. Тогда ПУЭ [1] на время ликвидации аварии допускают в течение не более 5 суток перегрузку на 40% сверх номинальной мощности на время максимумов нагрузки общей продолжительностью не более 6 ч/сутки.

(3.1)

Коэффициент загрузки можно определить следующим образом:

,

(3.2)

где S_{р тп} – расчётная нагрузка на шинах 0,4 кВ ТП, кВ∙А;

S_{ном т} – номинальная мощность трансформатора, кВ∙А;

N – число трансформаторов, установленных на ТП.

Согласно пункту 6.33 [2] для потребителей жилых и общественных зданий компенсация реактивной нагрузки предусматриваться не должна.

До последнего времени согласно [1] в жилых районах городов не рекомендовалось массовое применение трансформаторов 10/0,38 кВ более крупных, чем 630 кВА. Эти рекомендации обусловлены большими габаритами и плохой транспортабельностью в условиях городской застройки таких трансформаторов. Но сточки зрения затрат на оборудование, его монтаж, наладку и эксплуатацию, а также площади отчуждаемой земли можно рассмотреть вариант ТП с двумя трансформаторами типа ТСЗ – 10/630 кВА, ТСЗ – 10/1000 кВА и ТСЛЗ – 10/2500 кВА.

В зависимости от номинальной мощности, количества трансформаторов в одной ТП и с учетом допустимых перегрузок трансформаторов устанавливается необходимое количество ТП микрорайона, обеспечивающее надежное электроснабжение всех потребителей электроэнергии. Произведем сравнение трансформаторов различных типов и производителей, результаты сводим в таблицу 3.1 и 3.2.

Таблица 3.1

Сравнительный показатель		Тип силового трансформатора
		Масляные	Сухие
Потери, кВт	х.х	1600	1950
	к.з	10800	8800
Срок эксплуатации, лет		25-30	15-25
Закупочная цена (1000 кВА), руб.		490000	714000
Масса, кг		3614	2480
Габаритные размеры, Д*Ш*В (мм)		2234* 1220*1827	1920*1134*1950
Уровень шума, Lра, дб		56	53,8
Преимущества		- Высокая надежность; - Высокая точность измерений; - Возможность использования при низких температурах.	- Высокая надежность; - Взрыво- и пожаробезопасны; - Возможность установки в общественных зданиях; - Экологическая чистота; - Практически не нуждаются в обслуживании; - Сейсмостойкие; - Не требуют дополнительных помещений для установки маслосборников; - Возможность изменения схемы соединения обмоток без замены трансформатора
Недостатки		- Требуют дополнительного места под маслосборник; - Пожароопасны; - Контроль уровня масла и основных параметров; - Трудность контроля изоляции в длительной эксплуатации.	- Достаточно высокая стоимость; - Невысокая перегрузочная способность

Заводы по производству силовых трансформаторов Таблица 3.2

Производители	Город производства	Производительность, шт./год
УП «МЭТЗ им. В.И. Козлова»	Минск	20 000
ОАО «ЭТК «БирЗСТ»	Биробиджан	2 000
ЗАО «Группа компаний Электрощит -Самара»	Самара	3 000
ОАО «Алттранс»	Барнаул	4 000
ОАО «ХК «Электрозавод»	Москва	3 000
ЗАО «Трансформер»	Подольск	2 000

На ТП1 примем к установке два трансформатора ТСЗ – 630/10/0,4У3 (трехфазный, сухой, с защитным кожухом) мощностью S_ном=630кВА

; ; .

Выбор числа и мощности трансформаторов ТП

Таблица 3.3

№ ТП	Номера зданий	Sp, кВА	Sp/N*Кз.	Sн.тр, кВА	Кз.расч
1	Дома 1,2,3, ЦТП.	731,5	522,5	2х 630	0,58
2	Дома 4,5,8, гостиница с рестораном, магазин №6	1097,4	783,9	2х 1000	0,55
3	Дома 9, 10,11,13, школа искусств, детский сад, поликлиника, ЦТП	1181,6	844	2х 1000	0,59
4	Ледовый дворец	3494	2495,8	2х 2500	0,69
5	Дома 18,19, салон красоты, ЦТП	794,4	567,4	2х 630	0,63
6	Дома 22,23,парк с кафе и фонтаном, школа	778,3	555,9	2х 630	0,62
7	Дома 24,25,26,27, магазин №28, ЦТП	1333,7	952,6	2х 1000	0,67
8	Дома 29,30,31,32,33	1336,9	954,9	2х 1000	0,67
9	Дома 34,36,37,38, магазин №35, ЦТП	1207,1	862,2	2х 1000	0,6
10	Выставочно – ресторанный комплекс	2989	2135	2х 2500	0,59

Принимаем к установке двухтрансформаторные подстанции типа:

Для ТП1, ТП5, ТП6 выбираем 2 трансформатора ТСЗ – 630/10/0,4У3;

Для ТП2, ТП3, ТП7, ТП8, ТП9 выбираем 2 трансформатора ТСЗ – 1000/10/0,4У3;

Для ТП4, ТП10 выбираем 2 трансформатора ТСЛЗ – 2500/10/0,4У3.