6.6. Выбор числа и мощности трансформаторов на подстанциях

На подстанциях, где подключены потребители первой и второй категории, должно быть установлено не менее двух трансформаторов (рис. 6.6, а). Исходя из этого, номинальные мощности трансформаторов выбираются следующим образом: 

.

(6.37)

 

Коэффициент 0,7 вводится в связи с тем, что при отключении одного из трансформаторов второй трансформатор допускается перегружать на 40% по 6 часов в течение пяти суток, при этом его нагрузка составит 1,4S_ном.

Потребители третьей категории питаются через один трансформатор (рис. 6.6, б), мощность которого выбирается по выражению:

 

.

(6.38)

 

                                                                 

		Рис. 6.6. Схемы трансформаторных подстанций: а – подстанция, питающая потребителей I-II категорий; б – подстанция, питающая потребителей III категории

Выбор номинальной мощности силового трансформатора по заданному графику нагрузки

Выбор мощности трансформаторов производится на основании расчётной нагрузки в нормальном режиме работы с учётом режима работы энергоснабжающей организации по реактивной мощности. В послеаварийном режиме для надёжного электроснабжения потребителей предусматривается их питание от оставшегося в работе трансформатора. При этом часть неответственных потребителей с целью снижения нагрузки трансформатора может быть отключена.

Для подсчёта допустимой систематической нагрузки действительный график (рис. 1) преобразуется в эквивалентный двухступенчатый график.

Рис. 1 – Суточный график нагрузки

 

Предполагая, что мощность трансформатора неизвестна, для преобразования графика используется приближённый подход. Для этого находят среднюю нагрузку из суточного графика по формуле

                                          .                                              (1)

 

На исходном графике нагрузки (рис. 1) трансформатора выделяют пиковую часть из условия S_пик  S_ср  и проводят линию номинальной мощности трансформатора S_ном , она же линия относительной номинальной нагрузки К = 1. Выделяют на графике участок перегрузки продолжительностью h’.

Оставшуюся часть исходного графика с меньшей нагрузкой разбивают на т интервалов t_j, а затем определяют значения S_1, S₂, S_m.

Рассчитывают коэффициент начальной нагрузки К₁  эквивалентного графика по формуле

                                     ,                 (2)

 

где S_н1 – начальная нагрузка, МВА;

       S₁, S₂ , …, S_m – значения нагрузки в интервалах t_1, t_2, …, t_m.                           

Участок перегрузки h’ на исходном графике нагрузки разбивают на р интервалов h_p  в каждом интервале, а затем определяют значения  ,  ,  .

Рассчитывают предварительное превышение перегрузки эквивалентного графика нагрузки в интервале h =h₁+h₂ +…+ h_р  по формуле

 

                           .                       (3)

Полученное значение   сравнивают с  =1,40 (рис. 1) исходного графика нагрузки:    0,9 . При невыполнении условия корректируют продолжительность перегрузки по формуле

                    

                                                              .                                            (4)

Максимально допустимая систематическая нагрузка определяется при условии, что наибольшая температура обмотки +140 ⁰С,  наибольшая температура масла  в верхних слоях +95 ⁰С и износ изоляции за время максимальной нагрузки такой же, как при работе трансформатора при постоянной номинальной нагрузке, когда температура наиболее нагретой точки не превышает +108 ⁰С [19].

По полученным значениям   К₁ и  h (ч) при средней температуре охлаждающей среды за время действия графика _охл (⁰С)  по  19, П.I определют допустимое значение перегрузки  . Делается вывод о допустимости систематической перегрузки.

Номинальная мощность силового трансформатора находится из выражения

 

                                              .                                (5)

 

На основании выполненного расчёта принимают к рассмотрению варианты мощностей силовых трансформаторов.

Коэффициент загрузки трансформаторов в часы максимума нагрузки определяют по формуле

 

                                              .                                        (6)

Затем рассчитывают предварительное превышение перегрузки эквивалентного графика нагрузки по формуле (3)

   Полученное значение   сравнивают с   (рис. 1) исходного графика нагрузки:    0,9 . При необходимости корректируется продолжительность перегрузки по формуле (4)                                                                  

Допустимая систематическая перегрузка за счёт неравномерности          суточного графика К_,доп определяется по19, П.табл.I при h (ч), уточнённом значении К_з1 и средней температуре охлаждающей среды за время действия графика _охл (⁰С). Делается вывод о допустимости систематической перегрузки.

В случае допустимости систематической перегрузки определяется возможность перегрузки намеченных трансформаторов при выходе из строя одного из них. Допустимая аварийная перегрузка определяется предельно допустимыми температурами обмотки (140⁰С) и температурой масла в верхних слоях (115 ⁰С). Длительные аварийные перегрузки масляных трансформаторов допускаются в соответствии со следующим правилом: трансформатор можно перегружать на 40% сверх номинального тока в течение не более 5 суток подряд на время  максимумов нагрузки общей продолжительностью не более  6 часов в сутки при условии, что коэффициент предшествующей нагрузки не превышает 0,93.

При отключении одного трансформатора расчетный коэффициент аварийной перегрузки составит К_,ав. Допустимый коэффициент аварийной перегрузки Kав доп находят по 19, П.табл.H.1 в зависимости от h (ч) при средней температуре охлаждающей среды за время действия графика _охл (⁰С). Делается вывод о допустимости аварийной перегрузки.