Главная | Обратная связь

Выбор единичных мощностей и количества трансформаторов цеховых ТП предприятия

В цеховых ТП, как правило, применяются трансформаторы мощностью до 2500 кВА с первичным напряжением 6 – 10 кВ и естественным охлаждением, заполненные маслом или негорючим жидким диэлектриком (совтолом), естественным воздушным охлаждением и сухой изоляцией, а также с литой изоляцией. При установке в специальных камерах применяются трансформаторы с открытыми изоляторами и расширителем для масла. В КТП устанавливаются трансформаторы без расширителя в защищенном исполнении, у которых изоляторы закрыты кожухом и в баке под небольшим избыточным давлением имеется азотная подушка для защиты жидкого диэлектрика (масла, совтола и т.п.) от воздействия окружающей среды. Такие трансформаторы допускается устанавливать как внутри, так и вне зданий. Для внутрицеховых ТП рекомендуется преимущественно применение сухих трансформаторов, для встроенных и пристроенных – масляных при условии выкатки их на улицу. Применение совтоловых трансформаторов не рекомендуется по экологическим соображениям [1].

Выбор числа и мощности силовых трансформаторов на потребительских подстанциях 6-10/0,4 кВ определяется величиной и характером электрических нагрузок, требуемой надежностью электроснабжения, территориальным размещением нагрузок и перспективным их изменением и выполняется при необходимости достаточного обоснования на основании технико-экономических расчетов.

В системах электроснабжения промышленных предприятий наибольшее применение нашли следующие единичные мощности трансформаторов: 630, 1000, 1600 кВ×А, в электрических сетях городов – 400, 630 кВ×А.

При значительном числе устанавливаемых цеховых ТП на энергоемких производствах рекомендуется унифицировать единичные мощности трансформаторов. Количество типоразмеров цеховых трансформаторов на предприятии должно быть минимальным (не более 2 – 3), так как большое разнообразие создает неудобства в эксплуатации и вызывает затруднения в обеспечении складского резерва и взаимозаменяемости трансформаторов [20].

В настоящее время для вновь проектируемых или реконструируемых систем электроснабжения промышленных предприятий должны применяться только КТП.

При рассредоточенной нагрузке единичная мощность цехового трансформатора ориентировочно может быть принята по величине плотности нагрузки, определяемой по выражению

 

(3.5.1)

 

где – расчетная полная мощность нагрузки объекта (корпуса, цеха, отделения и т.д.); – производственная площадь объекта.

Согласно [21], при открытой установке КТП в цехе рекомендуется устанавливать трансформаторы с единичной мощностью:

630 и 1000 кВА – при < 0,2 кВА/м²;

1600 кВА – при = 0,2 — 0,5 кВА/м²;

2500 и 1600 кВ А – при > 0,5 кВА/м².

Трансформаторы мощностью до 630 кВА применяются при малой плотности нагрузок, в частности на мелких и средних объектах, на периферийных участках крупных предприятий, для административных зданий, клубов и т.п.

В тех случаях, когда нагрузка носит сосредоточенный характер, выбор единичной номинальной мощности по критерию не следует осуществлять.

В проектной практике трансформаторы ТП часто выбирают по расчетной нагрузке объекта и рекомендуемым коэффициентам экономической загрузки трансформаторов ( ), в соответствии с данными табл. 3.5.1 [5].

 

Таблица 3.5.1 – Рекомендуемые коэффициенты загрузки трансформаторов цеховых ТП

Коэффициенты загрузки трансформаторов	Вид ТП и характер нагрузки
0,65...0,7	Двухтрансформаторные ТП с преобладающей нагрузкой I категории
0,7...0,8	Однотрансформаторные ТП с преобладающей нагрузкой II категории при наличии взаимного резервирования по перемычкам с другими подстанциями на вторичном напряжении
0,9...0,95	ТП с нагрузкой III категории или с преобладающей нагрузкой II категории при возможности использования складского резерва трансформаторов

 

При известном числе трансформаторов номинальная мощность трансформатора определяется по выражению

 

(3.5.2)

 

Что касается выбора количества трансформаторов на цеховых ТП, то, как правило, в системах электроснабжения применяются одно- и двухтрансформаторные подстанции. Применение трехтрансформаторных подстанций вызывает дополнительные капитальные затраты и повышает годовые эксплуатационные расходы. Трехтрансформаторные подстанции используются редко, как вынужденное решение при реконструкции, расширении подстанции, при системе раздельного питания силовой и осветительной нагрузок, при питании резкопеременных нагрузок.

Однотрансформаторные ТП 6—10/0,4—0,23 кВ применяются при питании нагрузок, допускающих перерыв электроснабжения на время не более одних суток, необходимых для ремонта или замены поврежденного элемента (питание электроприемников III категории), а также для питания электроприемников II категории, при условии резервирования мощности по перемычкам на вторичном напряжении или при наличии складского резерва трансформаторов.

Однотрансформаторные ТП выгодны еще и потому, что если работа предприятия сопровождается периодами малых нагрузок, то за счет наличия перемычек между ТП на вторичном напряжении можно отключать часть трансформаторов, создавая этим экономически целесообразный режим работы. Под экономичным понимается такой режим работы, который обеспечивает минимальные потери мощности и трансформаторах. В данном случае решается задача выбора оптимального количества работающих трансформаторов.

Такие ТП могут быть экономичны и в плане максимального приближения напряжения 6—10 кВ к электроприемникам, поскольку за счет децентрализации трансформирования электрической энергии уменьшается протяженность сетей до 1 кВ. В этом случае вопрос решается в пользу применения двух однотрансформаторных по сравнению с одной двухтрансформаторной подстанцией.

Двухтрансформаторные ТП применяются при преобладании электроприемников I и II категорий. При этом мощность трансформаторов выбирается такой, чтобы при выходе из работы одного другой трансформатор с учетом допустимой перегрузки принял бы на себя нагрузку всех потребителей (в этой ситуации можно временно отключить электроприемники III категории). Такие подстанции желательны и независимо от категории потребителей, но при наличии неравномерного суточного или годового графика нагрузки. В этих случаях выгодно менять присоединенную мощность трансформаторов, например, при наличии сезонных нагрузок, одно- или двухсменной работы со значительными изменениями загрузки смен.

Сравниваемые варианты должны обеспечивать требуемый уровень надежности электроснабжения.

Так как выбор количества и мощности трансформаторов, в особенности потребительских подстанций 6—10/0,4—0,23 кВ, определяется часто в основном экономическим фактором, то существенным при этом является учет компенсации реактивной мощности в электрических сетях потребителя. Компенсируя реактивную мощность в сетях до 1 кВ, можно уменьшить количество ТП 10/0,4, их номинальную мощность. Особенно это существенно для промышленных потребителей, в сетях до 1 кВ которых приходиться компенсировать значительные величины реактивных нагрузок.

Технические данные трансформаторов представлены в приложении 1 (таблицы П11-П17).