Конструкции цеховых тп, выбор мощности трансформаторов

Правильное определение числа и мощности цеховых трансформаторов возможно только путём технико-экономических расчётов с учётом следующих факторов: категории надёжности электроснабжения потребителей; компенсации реактивной нагрузки на напряжении до 1 кВ; перегрузочной способности трансформаторов в нормальном и аварийном режимах; шага стандартных мощностей; экономических режимов работы трансформаторов в зависимости от графика нагрузки.

Количество цеховых ТП непосредственно влияет на затраты на распределительные устройства напряжением 6-20 кВ и внутризаводские и цеховые электрические сети. Так, при уменьшении числа ТП (т.е. при увеличении их номинальной мощности) уменьшается число ячеек РУ, суммарная длина линий и потери электроэнергии и напряжения в сетях 6-20 кВ, но возрастает стоимость сетей напряжением 0,4 кВ и потери в них. Увеличение числа ТП, наоборот, снижает затраты на цеховые сети, но увеличивает число ячеек РУ 6-20 кВ и затраты на сети напряжением 6-20 кВ. При некотором количестве трансформаторов с номинальной мощностью S_ном.т.можно добиться минимума приведённых затрат при обеспечении заданной степени надёжности электроснабжения. Такой вариант будет являться оптимальным, и его следует рассматривать как окончательный.

Подстанции бывают комплектные и сборные.

Основные принципы комплектных:

- полная комплектация на предприятиях-изготовителях;

- применение специальных трансформаторов;

- отсутствие специального распределительного устройства высшего напряжения.

Количество трансформаторов обычно 1-3.

Цеховые КТП устанавливаются внутри цехов в отдельном помещении или в заграждении в виде клетки. Применяются трансформаторы ТМЗ, ТНЗ, ТСЗ, ТМФ (имеют маслорасширители).

Однотрансформаторные, трансформаторные подстанцииреко-мендуется применять при наличии в цехе приёмников электро-энергии, допускающих перерыв электроснабжения на время доставки «складского» резерва, или при резервировании, осуществляемом по линиям низшего напряжения от соседних ТП, т.е. они допустимы для потребителейIIIиIIкатегорий, а также при наличии в сети 380-660В и небольшого количества (до 20%) потребителейIкатегории.

Двухтрансформаторные подстанциирекомендуется применять в следующих случаях:

- при преобладании потребителей Iкатегории и наличии потребителей особой группы;

- для сосредоточенной цеховой нагрузки и отдельно стоящих объектов общезаводского назначения (компрессорные и насосные станции);

- для цехов с высокой удельной плотностью нагрузок (выше 0,5-0,7 кВ∙А/м²).

Иногда оказывается целесообразным применение двух трансформаторных подстанций при неравномерном суточном или годовом графике нагрузок. В этом случае можно изменять присоединённую мощность трансформаторов, используя их в более рациональных режимах работы. Цеховые ТП с количеством трансформаторов более двух используются только при надлежащем обосновании. В соответствии с ГОСТ 14209-85 цеховые трансформаторы имеют следующие номинальные мощности: 100, 160, 250, 400, 630, 1000, 1600, 2500 кВ∙А. В настоящее время цеховые ТП выполняются комплектными (КПТ) и во всех случаях, когда этому не препятствуют условия окружающей среды и обслуживания устанавливаются открыто.

В зависимости от исходных данных различают два метода выбора номинальной мощности трансформаторов:

1. По заданному суточному графику нагрузки цеха за характерные сутки года для нормальных и аварийных режимов

2. По расчетной мощности для тех же режимов выбор цеховых трансформаторов в первом случае выполняется аналогично выбору трансформаторов ГПП и ПГВ. Во втором случае выбор производится, исходя из рациональной их нагрузки в нормальном режиме и с учетом минимально необходимого резервирования в послеаварийном режиме. При этом номинальная мощность трансформаторов S_ном.топределяется по средней нагрузкеS_ср.см.за максимальную нагруженную смену

, где

N– число трансформаторов;

К_З– коэффициент загрузки

Выбор мощности трансформаторов КТП

1.Определение индивидуальной мощности трансформаторовв зависимости от плотности нагрузкиS₀, кВ∙А/м²

S_ном≤1 кВ∙А приS₀≤0,2

Если S₀=0,2-0,3, то выбираются трансформаторы на 1600;

Если S₀=>0,3, то выбираются трансформаторы на 2500.

2.Определение числа трансформаторов

, где

S_нт– номинальная паспортная мощность трансформатора, кВт;

К_з – коэффициент загрузки трансформатора, принимается в зависимости от числа трансформаторов и категории надёжности электроснабжения.

Рекомендуется принимать следующие коэффициенты загрузки трансформаторов

- при преобладании нагрузок Iкатегории для двухтрансформаторных ТП - К₃=0,65-0,7;

- при преобладании нагрузок IIкатегории и наличии централизованного резерва трансформаторов, а также при нагрузкахIIIкатегории К₃=0,9-0,95;

- при преобладании нагрузок IIкатегории для однотрансформаторной подстанции в случае взаимного резервирования трансформаторов на низшем напряжении К₃=0,7-0,8.

3. Проверка трансформаторов на перегрузочную способность

S_па≤К_п∙S_нт, где

S_па– мощность послеаварийная, Вт, зависит от схемы;

К_п– коэффициент перегрузки.

4.Технико-экономическое сравнение по ежегодным издержкам на потери электроэнергии, компенсацию реактивной мощности, обслуживание персоналом.

Ток номинальный QF1 выбирается по номинальному току трансформатора с учётом тока перегрузки. АвтоматQF2 принимается на ступень ниже.

Сборные подстанции

Выполняются по типовым проектам и могут выполняться встроенными, пристроенными или отдельно стоящими.

Диапазон мощности 160-1 Вт.

Подстанции могут быть в одном здании – распределительные и трансформаторные.

№70