Оптимізація роботи цехової двотрансформаторної підстанції тп2, що живить корпус 1

Вибір режиму роботи трансформаторних підстанцій визначається двома умовами. По-перше, струм навантаження не повинен перевищувати допустимих значень з врахуванням тривалості його протікання. Правилами технічної експлуатації регламентовані умови навантаження і перевантаження трансформаторів, при яких зношення ізоляції за деякий період часу не перевищує допустимих значень. При цьому розглядається умова перевантаження трансформаторів при нормальній експлуатації і аварійні перевантаження. Якщо для перших необхідне врахування попереднього режиму, що визначають температура в початковий момент перевантаження, то для других врахування попереднього режиму і виконання тих чи інших розрахунків непотрібне. Норми задають для аварійних перевантажень допустиме значення навантаження у вигляді кратності по відношенню до номінальної потужності і допустиму тривалість цього перевантаження. Ці нормативні дані розроблені з врахуванням очікуваного підвищення температури обмотки і відповідного цій температурі зношенню ізоляції. Таким чином, першою і обов’язковою умовою вибору режиму є відсутність порушення допустимого значення струму навантаження і тривалості його протікання.

По-друге, технологічні витрати електричної енергії (втрати електроенергії) в трансформаторі повинні бути мінімальними. Ця умова не є такою необхідною, як перша. Порушення її не призведе до пошкодження трансформатора чи до підвищеного зношенню його ізоляції. Але в умовах дефіциту паливно-мастильних ресурсів зниження технологічних витрат електричної енергії мають важливе значення.

Слід зазначити, що методика вибору оптимального режиму є доцільною до застосування у будь-яких випадках, не залежно від номінальних напруг і потужності трансформаторів, від схеми з‘єднання обмоток і режиму нейтралі.

Задача оптимізації режиму багато трансформаторної підстанції з двообмотковими трансформаторами полягає у виборі інтервалів навантаження, для яких сумарні технологічні витрати електричної енергії будуть мінімальними. Ці інтервали будуть визначатися точками перетину в залежностей втрат потужностей для двох розглядуваних варіантів співвідношення працюючих трансформаторів.

Нам необхідно розглянути три варіанти роботи трансформаторів: паралельна робота двох трансформаторів на сумарне навантаження; робота одного трансформатора на сумарне навантаження; робота окремого трансформатора на окремне навантаження.

Для корпусу 1 (ткацький відділ, браковочний відділ) сумарне максимальне за найбільш завантажене розрахункове навантаження складає

703,53 + j 471,36кВА

згідно таблиці 2.2. даного проекту. Модуль значення певної потужності 846,84кВА.

Задамося межами зміни певної потужності, що споживається приймачами цеху від 0 до 850кВА і протабулюємо значення втрат енергії в трансформаторах ЦТП для трьох варіантів ввімкнення трансформаторів.

Значення втрати енергії для 1 варіанту ввімкнення (паралельна робота)

(3.1)

де: – кількість трансформаторів під станцій однакової марки, що паралельно працюють;

- втрати не робочого режиму трансформаторів;

- час роботи обладнання;

- коефіцієнт завантаження трансформатора;

- втрати короткого замикання трансформаторів;

- час максимальних витрат енергії;

- час використання максимального навантаження .

Значення втрат енергії для ІІ варіанту ввімкнення (робота одного трансформатора на сумарне навантаження)

Значення витрат енергії для ІІІ варіанту ввімкнення (робота окремого трансформатора на окреме навантаження):

де: - коефіцієнт завантаження першого трансформатора підстанції;

- коефіцієнт завантаження другого трансформатора, ( = 0,7), ( = 0,3)

Результати розрахунку запишемо в таблицю 3.1.

Таблиця 3.1. Значення втрат потужності в трансформаторах ТП2.

Значення потужності , кВА	Втрати потужності 1 варіант	Втрати потужності 2 варіант	Втрати потужності 3 варіант
0	22700	11350	22700
50	22747,11	11444,22	22788,35
100	22888,44	11726,87	22888,44
150	23123,98	12197,96	23495,16
200	23453,74	12857,49	24113,62
250	23877,72	13705,45	24908,79
300	24395,92	14741,84	25880,66
350	25008,34	15966,68	27029,23
400	25714,97	17379,94	28354,5
450	26515,82	18981,65	29856,48
500	27410,89	20771,79	31535,16
550	28400,18	22750,36	33390,54
600	29483,69	24917,37	35422,22
650	30661,41	27272,82	37631,41
700	31933,35	29816,7	40016,91
750	33299,51	32549,02	42579,1
800	34759,89	35469,78	45318
850	36314	38578,97	48233,6

Побудувавши відповідні графіки визначимо критичні точки втрат потужності і інтервали в яких оптимально використовувати той чи інший варіант включення трансформаторів. В результаті аналізу рис. 3.1. можна виділити три інтервали (в залежності від двох отриманих критичних точок).

1 інтервал – відзначається однаковими технологічними втратами електричної енергії при 1, 3 варіантах ввімкнення, але значно нижчими витратами 2 варіанту ввімкнення. Отже доцільно застосувати 2 варіант.

2 інтервал – має найменші витрати при 2 варіанті ввімкнення.

3 інтервал – має найменші втрати при 1 варіанті ввімкнення.

Отже, при зміні навантаження від 0 до (приблизно) 780 кВА необхідно використати роботу одного трансформатора на сумарне навантаження; при зміні навантаження від (приблизно) 780 і вище необхідно використати паралельну роботу двох трансформаторів на сумарне навантаження.