Методические указания к расчетно-графическому заданию по дисциплине «Электроснабжение промышленных предприятий» для студентов специальности 180400 Рекомендовано к изданию Редакционно-издательским сове (стр. 2 из 3)
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.
В соответствии с ГОСТ 11920-85 и 12965-75 цеховые трансформаторы имеют следующие номинальные мощности: 100, 160, 250, 400, 630, 1000, 1600, 2500 кВА.
В первом случае выбор цеховых трансформаторов аналогичен выбору трансформаторов ГПП.
При этом согласно ГОСТ 14209-85, по /3/ (глава третья), /2/ (глава четвертая) или /4/ (раздел первый), исходный график нагрузки (на рисунке 1а) преобразуют в эквивалентный двухступенчатый на рисунке 1б, ступеням которого соответствуют эквивалентная начальная нагрузка S1 и перегрузка S2 с продолжительностью соответственно t1 и h.
 |
Рисунок 1 - Переход от фактического суточного графика нагрузки (а) на эквивалентный двухступенчатый (б)
Так как мощность трансформатора неизвестна, то для преобразования графика используют приближенный подход. Определяют среднеквадратичную нагрузку по графику
(1)где Δt - интервал времени усреднения нагрузки;
n - число этих интервалов за период Т = 24 ч;
ti - продолжительность нагрузки S;, ч.
Выделяют пиковую часть графика.
Определяют коэффициент начальной нагрузки по формуле
(2)где S H.Т – номинальная мощность трансформатора, кВА.
В этом случае вместо SH.T в расчете учитывают Scp кв.
Предварительно для большего по тепловому воздействию максимума нагрузки определяют коэффициент перегрузки К 2 эквивалентного графика:
(3)где S '2 - перегрузка, кВА;
∑ ti = h', ч.
Значение К2 сравнивают с Кmaх, соответствующим нагрузке Smax на графике (при этом следует учесть, что нагрузке SH.T соответствует К = 1).
Если К '2 ≥ 0,9 Кmах, то следует принять К2 = К '2 .
Если К '2 < 0,9 Кmах, то следует принять К2 = 0,9 Кmах. В последнем случае продолжительность перегрузки должна быть скорректирована по формуле
(4)По найденным значениям k1 и h по таблицам систематических перегрузок из /4/, составленным при различных значениях температуры окружающей среды для трансформаторов с различными системами охлаждения, определяют допустимый коэффициент систематической перегрузки К 2 доп.
(5)где S '2 согласно (3) определяется по формуле
(6)Если К2доп ≥ К2, то трансформатор можно систематически перегружать по данному графику.
Принятые трансформаторы следует проверить по условию
(7)На двухтрансформаторных ТП дополнительно проверяется перегрузка трансформаторов в аварийном режиме с учетом возможного отключения потребителей третьей категории надежности по условию
(8)где Sр I, II - расчетная нагрузка потребителей первой и второй категории надежности;
К2 доп ав – допустимый коэффициент аварийной перегрузки.
При этом значения К2 доп ав находятся так же - по таблицам аварийных перегрузок из /4/.
Если условия проверки не выполняются, следует увеличить SH.Т.
Допустимые аварийные перегрузки трансформаторов классов напряжения до 110 кВ включительно могут определяться также по /4/ - без учета начальной (предшествующей) нагрузки или при начальной нагрузке, не превышающей 0,8.
Во втором случае мощность трансформаторов определяется по средней нагрузке SCM за максимально загруженную смену /2/.
(9)где N - число трансформаторов;
Кз - коэффициент загрузки трансформатора.
Рекомендуется /12/ принимать следующие значения Кз:
- при преобладании нагрузок I категории для двухтрансформаторных ТП Кз = 0.65 ¸ 0.7;
- при преобладании нагрузок II категории для однотрансформаторных ТП в случае взаимного резервирования трансформаторов на низшем уровне Кз = 0.7 ¸ 0.8;
- при преобладании нагрузок II категории и наличии централизованного (складского) резерва трансформаторов, а также при нагрузках III категории Кз = 0.9 ¸ 0.95.
Принятые трансформаторы должны быть проверены по допустимой систематической и аварийной перегрузке по ГОСТ 14209-97 с помощью таблиц 1.38 и 1.39 /4/.
1.5 Выбор группы соединения обмоток трансформаторов
Группу соединения обмоток трансформаторов выбирают так, чтобы трансформаторы в максимально возможной степени отвечали следующим условиям:
- препятствовали возникновению высших гармоник в электрических сетях;
- выравнивали нагрузку между фазами первичной обмотки при несимметричной нагрузке вторичной обмотки;
- ограничивали сопротивление нулевой последовательности цепи КЗ в случае питания четырехпроводных сетей.
Для выполнения первого и второго условий одну обмотку трансформаторов соединяют в звезду (Y), а другую - в треугольник (Δ).
На ГПП предприятий в звезду, как правило, соединена обмотка высшего напряжения (35-220 кВ), так как это может потребоваться системой заземления нейтрали в сетях этого напряжения; обмотку низшего напряжения соединяют в треугольник. Соединение первичной обмотки в звезду облегчает, кроме того, регулирование напряжений путем переключения отводов. По этим причинам на ГПП промышленных предприятий используют преимущественно трансформаторы с группой соединения обмоток звезда-треугольник (Y/Δ) или звезда с выведенной нейтральной точкой – треугольник (Y0/Δ). Такие же трансформаторы используют и на цеховых подстанциях, питающих трехпроводные сети низкого напряжения (например, сети напряжением 220 или 660 В без нейтрального проводника).
Для питания четырехпроводных сетей напряжением 220/380 или 380/660 В используют трансформаторы, у которых вторичная обмотка соединена в звезду с выведенной нейтральной точкой (Y0) или в зигзаг с выведенной нейтральной точкой (Z0). Для выполнения приведенных выше трех условий первичную обмотка следовало бы соединить в треугольник, и оптимальной группой соединения трансформатора была бы Δ/Y0; этим же требованиям, особенно в части симметрирования, удовлетворяет также группа Y/Z0, используемая при номинальной мощности трансформаторов от 25 до 100 кВ·А.
Группа Y/Y0 этими положительными свойствами не обладает и, в частности, отличается повышенным сопротивлением нулевой последовательности, что затрудняет защиту сетей от однофазных КЗ, возникающих при замыканиях на корпус и т.п. Поэтому трансформаторы с группой соединения обмоток Y/Y или Y/Y0 в большинстве случаев не рекомендуют для питания цеховых сетей низкого напряжения.
2 Пример выбора силовых масляных трансформаторов цеховой ТП
Выбрать без учета компенсации реактивной мощности силовые трансформаторы для подстанции, питающей цех со средней нагрузкой за максимально загруженную смену 451.85 кВ·А, если известно напряжение питания (10 кВ), среднегодовая температура в цехе (10° С), категории мощности электроприемников (I – 40%, II – 50%, III – 10%), и заданы суточные графики нагрузок цеха (рисунок 2).
 |
 |
t