Технико-экономическое обоснование выбора устройств компенсации реактивной мощности и напряжения питающей линии ГПП инструментального завода (стр. 2 из 6)
1.3 Выбор номинальной мощности трансформаторов ГПП по графику нагрузки
Совокупность допустимых нагрузок, систематических и аварийных перегрузок определяет нагрузочную способность трансформаторов, в основу которой положен тепловой износ изоляции трансформатора. Выбор трансформатора без учета нагрузочной способности может привести к необоснованному завышению их установленной мощности, что экономически нецелесообразно.
Рис.1.3.1 Суточные графики нагрузки завода
Так как мощность трансформатора неизвестна, то пользуемся следующим подходом:
1. на исходном графике проводят линию средней нагрузки Sср;
2. выделяется пиковая часть – участок наибольшей перегрузки с продолжительностью Н’( пересечение графика полной мощности и прямой Sср);
Продолжительность наибольшей перегрузки составляет Н’=12 часов
3. Определяем начальную загрузку графика К1:
(1.3.1) 
4. Предварительно определяем перегрузку К’2:
(1.3.2) 
5. Полученное значение К’2 меньше чем
,поэтому принимаем:
,а продолжительность перегрузки Н скорректируем по формуле:
(1.3.3) 
6. По полученным значениям К1 и Н определяем допустимый коэффициент систематической перегрузки К2доп.
При температуре 20
С определяемК2доп =1,1[2, табл.1.36]7. Определяем номинальную мощность трансформатора
(1.3.4) 
Исходя из полученной мощности намечаем 2 варианта ближайшей номинальной мощности трансформатора:
· Sном.тр.1=4 МВА
· Sном.тр.2= 6,3МВА
Выполняем расчет коэффициентов К1 и К2 для каждого из вариантов номинальной мощности трансформаторов:
1 вариант: Sном.тр=4МВА
1. на исходном графике проводят линию средней нагрузки Sном.тр;
2. выделяется пиковая часть – участок наибольшей перегрузки с продолжительностью Н’( пересечение графика полной мощности и прямой Sном.тр);
Продолжительность перегрузки составляет Н’=14 часов.
3. Определяем начальную загрузку графика К1:
(1.3.5) 
4. Предварительно определяем перегрузку К’2:
(1.3.6) 
5. Полученное значение К’2 меньше чем
,поэтому принимаем:
,а продолжительность перегрузки Н скорректируем по формуле:
6. По полученным значениям К1 и Н определяем допустимый коэффициент систематической перегрузки К2доп.
При температуре 20
С определяемК2доп =1,105[2, табл.1.36]7. Сравнивая полученное значение К2 с К2доп можно сделать вывод, что
К2=1,705> К2доп следовательно трансформатор не может систематически перегружаться по данному графику нагрузки, следовательно, данный вариант мощности трансформатора отпадает.
2 вариант: Sном. тр = 6,3 МВА
1. на исходном графике проводят линию средней нагрузки Sном.тр;
2. выделяется пиковая часть – участок наибольшей перегрузки с продолжительностью Н’( пересечение графика полной мощности и прямой Sном.тр);
Продолжительность перегрузки составляет Н’=9 часов.
3. Определяем начальную загрузку графика К1:
4. Предварительно определяем перегрузку К’2:
5.Полученное значение К’2 больше чем
,поэтому принимаем:
,а продолжительность перегрузки Н =Н’=9 час
6. По полученным значениям К1 и Н определяем допустимый коэффициент систематической перегрузки К2доп.
При температуре 20
С определяемК2доп =1,155[2, табл.1.36]7. Сравнивая полученное значение К2 с К2доп можно сделать вывод, что
К2доп=1,155> К2 следовательно трансформатор может систематически перегружаться по данному графику нагрузки, следовательно, данный вариант мощности трансформатора проходит по данной проверке.
1.4 Проверка возможности перегрузки выбранных трансформаторов работать с перегрузкой по заданному графику нагрузки
1) Нормальный режим
Коэффициент загрузки трансформатора составит:
(1.4.1)Трансформаторы в часы максимума нагрузки также смогут пропустить всю мощность, так как их суммарный коэффициент перегрузочной способности составит:
, где (1.4.2) 
-допустимая систематическая перегрузка за счет неравномерности суточного графика нагрузки; 
- допустимая систематическая перегрузка за счет неравномерности годового графика нагрузки, не должна превышать 15%.
(1.4.3)Следовательно, трансформаторы будут обеспечивать электрической энергией вех потребителей II и III категории с допустимой систематической перегрузкой в 130,5%.
2) Послеаварийный режим работы
Проверяем установленную мощность трансформатора в аварийном режиме при отключении одного из трансформаторов и необходимости обеспечить электроснабжение потребителей 1-й и 2-й категорий в период максимума:
1,3 Sном.тр =1,3
6,3 =8,19 МВА> 0,1738 7,577=1,317 МВА, где 17,38% Smax – потребители II категории, где 1,3- коэффициент аварийной перегрузки .[2, табл.1.36]Следовательно, в послеаварийном режиме трансформатор будет обеспечивать потребителей II и III категории
1.5 Составление схемы внешнего электроснабжения и приемной подстанции
Схемы подстанций должны обеспечивать следующие требования:
1. Схема должна обеспечить необходимую степень надежности электроснабжения потребителей
2. Схема должна быть простой и удобной в эксплуатации
3. Схема должна учитывать возможности развития предприятия с учетом роста нагрузок без коренной реконструкции сети
4. Схема должна обеспечивать надежную защиту всего электрооборудования в аварийных режимах и автоматическое восстановление питания.
5. Схема должна обеспечивать электроснабжение потребителей при аварийном выходе из строя одного из основных элементов ( трансформатора или линии электропередач), при этом оставшиеся в работе элементы должны принять на себя полную или частичную нагрузку отключившегося элемента с учетом допустимой перегрузки в послеаварийном режиме
6. Схема должна обеспечить резервирование отдельных элементов позволяющих проводить ремонтные и противоаварийные работы.
7. Внешнее электроснабжение завода осуществляется от подстанции энергосистемы по двум ВЛЭП на стальных опорах. На ГПП установлены два двухобмоточных трансформатора. В качестве схемы внешнего электроснабжения принята схема два блока с отделителями и неавтоматической перемычкой со стороны линии. Данная схема является менее надежной, чем схема на выключателях, но более дешевой.
· Стальных двухцепных опорах (110 кВ)
· Стальных двухцепных опорах (35 кВ)
Рис. 1.5.1 – Схема внешнего электроснабжения
1.6 Экономический режим работы трансформаторов
При эксплуатации и проектировании необходимо предусматривать экономически целесообразный режим работы трансформаторов, который определяется их параметрами и нагрузкой подстанции. Нагрузка подстанции изменяется в течение суток, а суточные графики - в течении года. Значительные снижения нагрузки приходятся на весенне-летний период.
В такие периоды трансформаторы оказываются длительное время недогруженными. Это вызывает в них относительное увеличение потерь электроэнергии. При снижении нагрузки в работе целесообразно оставлять только часть трансформаторов. При этом нагрузку подстанции недостаточно просто принять на трансформаторы, ее необходимо покрыть наиболее экономичным способом, обеспечив минимум потерь активной мощности в сети.