Выбор трансформаторов для цеховых подстанций

При выборе трансформаторов 3УР определяют их количество, вид (тип, габарит), учитывают единичную номинальную мощность каждого, место раз­мещения, способ присоединения со стороны высокого напряжения и выхода на щит (шкаф, магистраль) низкого напряжения, вид переключения ответвлений. схемы и группы соединения обмоток. К моменту выбора и размещения полного списка электроприемников 1УР и количества шкафов 2УР не требуются.

Выбор трансформаторов осуществляют в зависимости от окружающей среды. При наружной установке применяют масляные трансформаторы, для внутренней также преимущественно рекомендуется их использование, но с ограничениями по количеству и мощности с учетом этажности. Для транс­форматоров сухих или с негорючим жидким (твердым) диэлектриком для вну­трицеховых подстанций отсутствуют ограничения по мощности, количеству, расстоянию между ними, этажу.

Выбор числа и мощности трансформаторов для промышленных предприятий зависит от типа цеховых подстанций (одно- или двухтрансформаторные).

Можно создавать и рассматривать различные варианты схемы электроснабжения. Число N_тр) трансформаторов 3УР зависит от нагрузки цеха, исключая высоковольтную, и требований надежности электроснабжения:

(7.1)

где S_p - полная расчетная нагрузка объекта, для которого определялись Р_mах и cos φ при расчете нагрузок; k₃ - коэффициент загрузки; S_ном - номинальная мощность единичного трансформатора.

В соответствии с правилами проектирования и общей тенденцией повышения надежности электроснабжения стремятся устанавливать двухтрансформаторные подстанции для обеспечения всех потребителей как потребителей I категории. При установке однотрансформаторных подстанций их можно закольцевать на стороне 0,4 кВ (соединить магистралями или кабельными перемычками), что обеспечивает сохранение электроснабжения при отключении любого трансформатора и возможность загрузки каждого из них до номинального значения, считая за расчетную нагрузку не максимум Р_mах, а среднюю Р_max.

Двухтрансформаторные цеховые подстанции применяют при преобладании электроприемников I и II категорий и в энергоемких цехах предприятий при большой удельной мощности нагрузки, достигающей 0,5-4 кВА/м². В последних случаях технологически оформляют энергоемкие установки (агрегаты), питающиеся от своих трансформаторов (преобразователей), что снижает нагрузку на общецеховые трансформаторы до 0,2 кВА/м².

Число и мощность трансформаторов цеховых подстанций - взаимосвязан­ные величины, поскольку при заданной расчетной нагрузке цеха Р_р число трансформаторов будет меняться в зависимости от принятой единичной мощ­ности КТП (7.1). При выборе цеховых трансформаторов обычно приходится сравнивать трансформаторы КТП единичной мощностью 630, 1000, 1600, 2500 кВА. Увеличение единичной мощности снижает общее количество уста­навливаемых трансформаторов, но увеличивает протяженность сетей к 2УР и 1УР, а также затраты как на коммутационную аппаратуру, так и конструктив­ные, связанные с ростом токов КЗ (по условиям установившегося отклонения напряжения и в связи с потерями электрической энергии не рекомендуется принимать длину кабельной линии 0,4 кВ свыше 200 м). На практике отдается предпочтение трансформаторам 1000 кВА (и в меньшей степени 630 кВА), считается, что эта оптимальная мощность, а оптимальный коэффициент загрузки k_з.опт = 0,75-0,80. Однако ряд специалистов считает необходимым обес­печить для цеховых трансформаторов k_з= 1.

В последние годы ведется поиск наиболее эффективных методов выбора мощности цеховых трансформаторов. Один из подходов к решению этой за­дачи основан на применении комплексного метода расчета электрических на­грузок (прогноз увеличения нагрузки во времени и в зависимости от техноло­гических показателей объекта). В этом случае можно использовать удельную плотность нагрузки, которая для промышленных предприятий повышается со временем. Число трансформаторов N_тp зависит от их номинальной мощности:

(7.3)

где S_{ном э} - экономически целесообразная номинальная мощность трансфор­матора.

Значение S_{ном э} в выражении (7.3) принимается в зависимости от удельной плотности расчетной нагрузки S_уд:

Если S_уд ≥ 0,4 кВА/м², то независимо от требований надежности электро­снабжения целесообразно использовать двухтрансформаторные подстанции. Выражение (7.3) не означает, что если вначале целесообразна установка трансформаторов 1000 кВА, то через 5 лет при росте нагрузок их заменят на большие. Обычно осуществляют дополнительную установку трансформаторов, стараясь сохранить тип и мощность. Трансформаторы мощностью 630 кВА и менее рекомендуется применять для питания вспомогательных цехов и участков крупных предприятий.

Дата добавления: 2015-12-07