3 Определение числа и мощности цеховых трансформаторов и компенсирующих устройств

3.1 Определение возможных вариантов трансформаторных

подстанций

Минимальное число цеховых трансформаторов зависит от категории надежности потребителей цеха. Согласно ПУЭ потребители первой категории надежности должны питаться от двух независимых источников с автоматическим включением резерва (АВР), следовательно, минимальное количество трансформаторов – 2. Потребители второй категории надежности должны также питаться от двух независимых взаимно резервирующих источников питания, переключения осуществляются дежурным персоналом. Для потребителей второй категории может быть установлен в цехе один трансформатор, с обязательным резервированием по стороне низкого напряжения от трансформатора, установленного в другом цехе и питающегося от другого трансформатора главной понизительной подстанции (ГПП). Потребители третьей категории могут питаться от одного источника питания, следовательно, достаточно одного трансформатора.

Мощность трансформаторов определяется из условия пропуска активной мощности

, (10)

где N_т – количество трансформаторов, К_з – коэффициент загрузки трансформаторов, для двухтрансформаторных подстанций с преобладающей нагрузкой первой категории – 0,65÷0,7, для однотрансформаторных с преобладающей нагрузкой второй категории и резервированием по перемычкам на вторичном напряжении – 0,7÷0,8, для однотрансформаторых с преобладающей нагрузкой третьей категорией 0,9; S_н.тр – номинальная стандартная мощность трансформатора ( каталог).

Выбор числа и мощности трансформаторов должен осуществляться на основании технико-экономического расчета нескольких вариантов.

На показатели ТЭР при выборе оптимального варианта влияет также установка компенсирующих устройств. Для компенсации реактивной мощности в цехе обычно применяются конденсаторные установки (КУ). Компенсация реактивной мощности может быть индивидуальной, групповой и централизованной.

---

Часть реактивной мощности поставляется энергосистемой и задается с помощью нормируемого tgφ_н. Реактивная мощность, потребляемая из системы

. (11)

Мощность КУ равна

. (12)

Компенсация реактивной мощности возможна на высоком напряжении (ВН), низком напряжении (НН) или одновременно на ВН и НН, выбор варианта осуществляется на основании ТЭР.

При компенсации только на НН применяется только низковольтные батареи, устанавливаемые в цехе (Q_нку≈Q_ку).

Применение высоковольтных КУ ограничивается пропускной способностью трансформаторов

. (13)

В зависимости от отношения мощностей к максимальной пропускной способностью трансформатора возможны следующие варианты:

1. 
   если Q_тр.max≥Q_р, то КУ может быть установлено как на низком напряжении, так и на высоком, тогда реальная пропускная способность трансформатора при установке на НН Q_тр.max=Q_э, при ВН Q_т=Q_р;
   
2. 
   если Q_э<Q_тр.max≤Q_р, то КУ может полностью устанавливаться на НН: Q_нку=Q_ку, Q_т=Q_э, или на НН и ВН: Q_вку=Q_тр.max-Q_э, Q_нку=Q_ку-Q_вку, Q_т=Q_тр.max;
   
3. 
   если Q_тр.max≤Q_э, то, Q_вку=0, Q_нку=Q_р-Q_тр.max; Q_т=Q_тр.max;
   

Проектируемый механический цех относится ко второй категории надежности. Минимальное количество трансформаторов – 1. Технико-экономический расчетпроводится для двух вариантов: с одним и двумя трансформаторами.

Реактивная мощность, потребляемая из энергосистемы





В проектируемом цехе применяется централизованная компенсация с возможной установкой КУ на высоком напряжении (ВН), низком напряжении (НН) или одновременно на ВН и НН.

1 вариант. N_т=1.



согласно приложению 3, ближайшая большая стандартная мощность трансформатора 1000 кВА.

---

Принимается 1 трансформатор с номинальной мощностью 400 кВА.

Максимальная пропускная способность трансформатора







2 вариант соотношений, следовательно

(а)

(рис. 2,а):

(б) кВАр;



(рис. 2,б)

2 вариант. N_т=2



Принимается 2 трансформатора с номинальной мощностью 400 кВА.

Максимальная пропускная способность трансформатора







2 вариант соотношений, следовательно

(а)

(рис. 2,в):

(б)

---

Q_э=106,26

Q_э=106,26



Q_вку=411,49Ю,

Q_т=106,26



Q_т=517,75




Q_нку=460,41

а

Q_нку=48,92

б




Рис. 2. Распределение реактивных мощностей и компенсирующих устройств по вариантам

3.2 Технико-экономический расчет вариантов

Технико-экономический расчет вариантов осуществляется по минимуму приведенных затрат по вариантам

, (14)

где З_ктп, З_ку – приведенные затраты на комплектную трансформаторную подстанцию (КТП) и компенсирующие устройства (КУ); Е_н – нормативный коэффициент эффективности (для объектов электроэнергетики 0,223); К_∑ – суммарные капитальные затраты на КТП и КУ; С_∑ – суммарные эксплуатационные издержки.

Суммарные капитальные затраты

, (15)

где К_тр – стоимость (единовременные капиталовложения) трансформаторов, руб. (табл. П3.1-П3.5), К

---

_КТП – стоимость КТП, руб. (табл. П.4), К_КУ – стоимость конденсаторной установки, руб (табл. П5, для высоковольтных КУ – стоимость КУ и высоковольтной ячейки для ее подключения, может быть принята 100 тыс. руб.).

Суммарные эксплуатационные издержки



где С₀ – удельная стоимость потерь электроэнергии в год, руб/(кВт∙год); Δр_тр – потери активной мощности в трансформаторе; Δр_ВКБ, Δр_НКБ – удельные потери активной мощности в конденсаторных батареях, на стадии проектирования могут быть приняты 2,5 кВт/МВАр и 4,5 кВт/МВАр соответственно.

Удельная стоимость потерь электроэнергии в год по двухставочному тарифу

, (16)

3000+две последние цифры зачетки

где а и b – основная (150 руб./кВт в месяц) и дополнительная (1,02 руб./кВт×ч) ставки тарифа на активную мощность и активную электроэнергию; Т_м – время использования максимума нагрузки.

Потери активной мощности в трансформаторе

, (17)

где ΔР_хх и ΔР_кз – потери холостого хода и короткого замыкания трансформатора (технические характеристики, прил. 3); β – реальный коэффициент загрузки трансформатора

. (18)

Если приведенные затраты отличаются не более чем на 10%, то варианты считаются равно экономическими и выбирается вариант с наилучшими техническими показателями, например, двухтрансформаторная подстанция с компенсацией на низком напряжении.

3.3 Выбор типа и группы соединения трансформаторов

Тип трансформатора масляный, сухой и с негорючим диэлектриком выбирается на основании места установки трансформатора и категории помещения. Для внутренней установки могут применяться все типы, для наружной только масляные.

Сухие и с негорючим диэлектриком трансформаторы дороже масляных и применяются в местах, требующих повышенной безопасности (учебные заведения, шахты, метро и т.п.) и с повышенными требованиями к охране окружающей среды (курортные зоны, водозаборные станции), на взрывоопасных предприятиях (нефтяная и химическая промышленность). В случаях оптимизации схемы за счет установки трансформатора вблизи центра нагрузки обоснованной технико-экономическим расчетом.

---

Смотрите также файлы

• "Танцевальная музыка".docx

• Тема Поляризация диэлектриков Цель работы систематизировать знания о свойствах и характеристиках органических диэлектриков.docx

• Александр iiiконтрреформатор Газизов Динар 9В.pptx

• Практическая работа к разделу 2 Страна патриотизм Что мы Родиной зовем Димитровград наша малая Родина.docx

• Торговый план Игра в профессиональные инвестиции невыносимо скучна и чрезмерно требовательна для каждого, кто начисто лишен инстинкта игрока..docx