Выбор мощности трансформаторов

Выбор мощности трансформаторов, устанавливаемых в ТП, необходимо выполнять с учетом их перегрузочной способности в нормальном и послеаварийном режимах работы:

(2.2)

где – номинальная мощность трансформатора (таблицы 2.2, 2.3);

– коэффициент загрузки трансформатора;

– полная расчетная мощность нагрузки на шинах 0,38 кВ ТП.

Для поселковых сетей в нормальном режиме двухтрансформаторных подстанций находится в пределах 0,60...0,65. Если в нормальном режиме К₃ < 0,93, то в послеаварийном режиме на время максимума нагрузок (общей продолжительностью до 6 часов в сутки в течение не более пяти суток) оставшийся в работе трансформатор может быть загружен до 140% своей номинальной мощности.

В связи с этим при проектировании распределительных сетей номинальная мощность трансформатора может быть выбрана из условия:

. (2.3)

Для двухтрансформаторных подстанций с масляными трансформаторами допустимая аварийная перегрузка в случае отключения одного из трансформаторов в период максимума должна приниматься в соответствии с таблицей 2.1.

Таблица 2.1 – Кратковременная перегрузка масляных трансформаторов в послеаварийных режимах

Для однотрансформаторных подстанций, возрастание нагрузки которых не предполагается, номинальная мощность трансформатора может быть выбрана из условия:

. (2.4)

С учетом возможного роста нагрузки номинальную мощность трансформатора следует выбирать из условия:

, (2.5)

где k - коэффициент, учитывающий возрастание нагрузки.

Если необходимо учесть резервирование нагрузки другой подстанции по перемычке напряжением 0,38 кВ, то при приближенных расчетах номинальная мощность трансформатора может быть выбрана из условия:

, (2.6)

где – резервируемая нагрузка.

Таблица 2.2 - Основные характеристики трехфазных масляных двухобмоточных трансформаторов напряжением 10 кВ

Таблица 2.3 - Основные характеристики трехфазных масляных двухобмоточных трансформаторов напряжением 6 кВ

Для трансформаторов, установленных на двухтрансформаторной подстанции, расчетная мощность равна:

, (2.8)

где – расчетная мощность подстанции, кВ·А.

Трансформаторы, принятые по экономическим интервалам нагрузки, проверяются по условиям их работы в нормальном и послеаварийном режимах эксплуатации.

Для нормального режима работы подстанции трансформаторы проверяются по допустимой нагрузке исходя из условия:

S_д.мин< S_р < S_д.мах, (2.9)

где S_д.мин, S_д.мах – соответственно минимальные и максимальные границы допустимой нагрузки трансформатора, определяемые в зависимости от вида нагрузки подстанции и номинальной мощности трансформатора, кВ·А.

Для послеаварийного режима работы подстанции трансформаторы проверяются по аварийным расчетным нагрузкам исходя из условия:

S_ав.мин. ≤ S_ав. ≤ S_ав.мах., (2.10)

где S_ав.мин, S_ав.мах – соответственно минимальные и максимальные границы аварийной нагрузок трансформатора, определяются в зависимости от вида нагрузки подстанции и номинальной мощности трансформатора, кВ·А.

Пример:

Рассчитаем радиусы окружностей для заданных потребителей, приняв m = 0.1 к ВА/ :

Таблица 2.1 Радиусы окружностей для картограмм

К ТП1 подключен один потребитель (свиноводческий комплекс), который относим ко второй категории надежности электроснабжения, поэтому на трансформаторной подстанции необходимо будет установить два трансформатора одинаковой мощности. Рассчитаем координаты местонахождения ТП:

Рисунок 2.1. – Картограмма электрических нагрузок

Мощность трансформаторов на трансформаторной подстанции определяется из неравенства:

ST ≥ К_з S

где К_з– коэффициент загрузки трансформаторов, принимаем равным (0,65... 0,7).

Из таблицы справочника выбираем двухобмоточный трансформатор для ТП1 и рассчитываем коэффициент загрузки трансформатора в нормальном режиме ( Кзпр) и коэффициент загрузки трансформатора в аварийном режиме (Кзав.). На подстанции устанавливают два трансформатора ТМ 320/10.

Животноводческий комплекс по производству молока имеет собственное ТП. Поскольку он относится ко второй категории надежности электроснабжения, то на ТП установлено два трансформатора.

ТП3 питает одного потребителя II категории надежности электроснаб­жения.

К ТП4 подключено 3 потребителя(жилая застройка на 70 домов, школа, водонапорная башня) III категории надежности электроснабжения. Поскольку III категория не требуют резервного питания, то на ТП можно установить один двухобмоточный трансформатор. При этом трансформатор выбирается из расчета, что коэффициент загрузки трансформатора равен 1.

Жилая застройка и магазин подключены к одной трансформаторной подстанции ТП5. Поскольку эти потребители относятся ко II и III категории надежности электроснабжения, то на ТП необходимо установить 2 трансформатора.

ТП6 питает два потребителя, основным из которых является катрофелехранилище, относящееся ко II категории надежности электроснабжения, поэтому на ТП следует установить два трансформатора.

Вид трансформаторной подстанции определяем исходя из количества трансформаторов и нагрузок. Комплексную трансформаторную подстанцию (КТП) необходимо установить на месте ТП4, поскольку на этой подстанции устанавливается один трансформатор мощностью до 400 кВ А. все остальные трансформаторные подстанции выполняются закрытого типа (ЗТП).

Таблица 2.2 Основные параметры трансформаторных подстанций

	ТП1	ТП2	ТП3	ТП4	ТП5	ТП6
Суммарная расчетная нагрузка, подключаемая к ТП	393,25	609,76	373,56	396,287	318,72	395,83
Категории потребителей	II	II	II	III	II и III	II и III
Координаты местонахождения ТП					89,7		51,3
				0,5	26,3	20,1
Тип трансформатора	2xТМ 320/10	2xТМ 600/10	2xТМ 320/10	ТМ 400/10	2xТМ 250/10	2xТМ 320/10
Коэффициент загрузки трансформатора в нормальном режиме Кзпр.,%	61,4	50,2	58,4		63,7	61,8
Коэффициент загрузки трансформатора в аварийном режиме Кзав,%		101,6	116,7		127,4	123,6