Alegerea numărului și puterii transformatoarelor

Selecția corectă a numărului și capacității transformatoarelor în stațiile întreprinderilor industriale este una dintre problemele importante ale alimentării cu energie și construcției de rețele raționale. În condiții normale, transformatoarele trebuie să furnizeze energie tuturor utilizatorilor întreprinderii la sarcina lor nominală.

Numărul de transformatoare din substație este determinat de cerința de fiabilitate a alimentării cu energie electrică. În această abordare, cea mai bună opțiune este să instalați două transformatoare, oferind alimentare neîntreruptă. utilizatori de atelier de orice categorie… Cu toate acestea, dacă în serviciu sunt instalate numai receptoare de categoriile II și III, atunci de obicei stațiile de transformare unice mai economice.

La proiectarea rețelelor într-o instalație, instalarea substațiilor cu un singur transformator se realizează în cazul în care scurtarea consumatorilor este asigurată prin intermediul rețelei de joasă tensiune, precum și atunci când este posibilă înlocuirea unui transformator deteriorat într-un anumit timp.

Orez. 1 Scheme de alimentare a atelierelor cu unul (a) și două (b) transformatoare

Substațiile cu două transformatoare sunt utilizate cu un număr semnificativ de utilizatori din categoria II sau în prezența utilizatorilor din categoria I. În plus, sunt recomandate stații cu două transformatoare cu un program de încărcare zilnic și anual inegal al unei întreprinderi, cu un mod de funcționare sezonier cu o diferență semnificativă de sarcină în schimburi. Apoi, când sarcina scade, unul dintre transformatoare este oprit.

Problema alegerii numărului de transformatoare constă în alegerea între două opțiuni (Fig. 1 a și b) a opțiunii cu cei mai buni indicatori tehnici și economici. Versiunea optimă a schemei de alimentare este selectată pe baza unei comparații a costurilor anuale reduse pentru fiecare opțiune:

Γi = Ce, i + kn, eKi + Yi,

unde Ce, i — costurile de exploatare ale opțiunii i-a, kn, e — factorul de eficiență standard, Ki — costurile de capital pentru a i-a opțiune, Ui — pierderile consumatorilor din întreruperea alimentării cu energie electrică.

De remarcat că în cazul fig. 1 (a), există o întrerupere completă a curentului și aici alimentarea consumatorilor printr-o linie de rezervă pentru tensiunea de 0,4 kV nu poate fi luată în considerare, deoarece un astfel de circuit este similar cu un circuit cu două transformatoare, dar cu o performanță mai slabă datorită la o linie lungă de la 0,4 kV...

La compararea opțiunilor, problema dezvoltării viitoare a întreprinderii joacă un rol important. Deci, de exemplu, dacă în prezent există doar utilizatori din a doua categorie în magazin, atunci este logic să luați în considerare opțiuni. Dar dacă după un an se plănuiește reechiparea producției și apar consumatorii de prima categorie în magazin, atunci, desigur, este necesar să alegeți opțiunea cu două transformatoare.

În principiu, instalarea a două transformatoare oferă consumatorilor o alimentare fiabilă. Aceasta înseamnă că dacă un transformator este deteriorat, al doilea, ținând cont de capacitatea sa de suprasarcină, asigură fiabilitatea 100% a sursei de alimentare în timpul necesar pentru repararea transformatorului.

Dar există cazuri în care puterea celor două transformatoare existente devine insuficientă pentru a furniza energie tuturor receptoarelor, de exemplu, la instalarea unor echipamente mai puternice, schimbarea modului de funcționare a receptoarelor electrice etc. Apoi sunt luate în considerare opțiunile de instalare a transformatoarelor mai puternice în stație sau instalarea unui al treilea transformator pentru a acoperi puterea crescută.

A doua opțiune pare a fi de preferată, deoarece fiabilitatea stației crește, nu este nevoie să vindeți transformatoare vechi, iar costul de capital al instalării unui al treilea transformator este, de regulă, mult mai mic decât atunci când se reechipează întreaga substație. .

Dar această opțiune nu este întotdeauna posibilă, de exemplu, cu dezvoltarea densă a teritoriului întreprinderii, este posibil să nu existe suficient spațiu pentru un transformator suplimentar. Pe de altă parte, există o complexitate considerabilă a circuitului care ar putea să nu fie posibilă atunci când transformatoarele funcționează în paralel. Prin urmare, luarea în considerare a opțiunilor este efectuată de la caz la caz.

Pe lângă cerințele de fiabilitate, atunci când alegeți numărul de transformatoare, trebuie luat în considerare modul de funcționare al receptorilor. De exemplu, cu un factor de umplere a curbei de sarcină scăzut, este posibil din punct de vedere economic să instalați nu unul, ci două transformatoare.

Pe stații mari de transformare, GPP, de regulă, numărul de transformatoare este selectat nu mai mult de două. Acest lucru se datorează în principal faptului că costul comutării echipamentelor pe partea de tensiune mai mare a întreprinderii este comparabil cu costul unui transformator.

Selectarea transformatoarelor după putere

Se recomandă selectarea puterii transformatoarelor GPP și a transformatoarelor de atelier (cu excepția cazurilor de program de sarcină foarte variabil), se recomandă selectarea sarcinii medii pentru cea mai aglomerată tură, urmată de verificarea și reglarea în funcție de consumul de energie specific al unui unitate de producţie obţinută în urma studiilor sarcinilor electrice ale întreprinderilor.

Pentru alimentarea continuă a sarcinilor din prima și a doua categorie, se recomandă instalarea a două transformatoare cu un factor de sarcină în regim normal de 0,6 — 0,7 per GPP al întreprinderilor industriale.

Se recomandă luarea următorilor factori de sarcină pentru transformatoarele din stațiile comerciale: dublu transformator cu sarcină predominantă din prima categorie — 0,65 — 0,7, monotransformator cu sarcină predominantă din categoria a doua și redundanță pentru jumperii de tensiune secundară — 0,7 — 0,8.

Numărul și capacitatea transformatoarelor de atelier trebuie selectate pe baza calculelor tehnice și economice. Totodată, într-o primă aproximare, puterea transformatoarelor din rețelele cu tensiunea de 380 V poate fi luată pe baza următoarelor densități de sarcină specifice: până la 1000 kVA la densități de până la 0,2 kV-A/m2, 1600 kVA la densități de 0 ,2 — 0,3 kVA / m2, 1600 — 2500 kVA la densități de 0,3 kVA / m2 și mai mult.

Scara puterilor standard ale transformatoarelor de putere

În țara noastră a fost adoptată o singură scară de capacități a transformatoarelor. Alegerea unei scale raționale este una dintre sarcinile principale în optimizarea sistemelor industriale de energie. Astăzi există două scale de putere: cu un pas de 1,35 și cu un pas de 1,6. Adică prima scară include puteri: 100, 135, 180, 240, 320, 420, 560 kVA etc., iar a doua include 100, 160, 250, 400, 630, 1000 kVA etc. Transformatoarele primei scară de putere nu sunt produse în prezent și sunt utilizate pe posturi de transformare deja existente, iar a doua scară de putere este utilizată pentru proiectarea noilor posturi de transformare.

De remarcat faptul că scara cu un coeficient de 1,35 este mai avantajoasă în ceea ce privește încărcarea transformatorului. De exemplu, atunci când două transformatoare funcționează cu un factor de sarcină de 0,7, când unul dintre ele este oprit, celălalt este supraîncărcat cu 30%. Acest mod de funcționare îndeplinește cerințele condițiilor de funcționare ale transformatorului. În acest fel, puterea sa poate fi utilizată pe deplin.

La o suprasarcină admisă de 40%, are loc o subutilizare a puterii instalate a transformatoarelor cu o scară de 1,6.

Să presupunem că două transformatoare ale stației de transformare funcționează separat și sarcina fiecăruia este de 80 kVA, când unul dintre ele este deconectat, al doilea trebuie să asigure o sarcină de 160 kVA.Nu poate fi acceptată opțiunea instalării a două transformatoare de 100 kVA. , ca și în acest caz, suprasarcina va fi de 60% atunci când un transformator este scos din funcțiune. La instalarea transformatoarelor de 160 kVA, aceasta are ca rezultat sarcina lor în regim normal cu doar 50%.

Când utilizați o scară cu un pas de 1,35, puteți instala transformatoare cu o capacitate de 135 kVA, apoi sarcina lor în modul normal va fi de 70%, iar în caz de suprasarcină de urgență nu va depăși 40%.

Pe baza acestui exemplu, puteți vedea că o scară cu un pas de 1,35 este mai rațională. Și aproximativ 20% din puterea transformatoarelor produse nu este folosită. O posibilă soluție la această problemă este instalarea a două transformatoare la o stație de transformare cu putere diferită. Cu toate acestea, această soluție nu poate fi considerată rațională din punct de vedere tehnic, deoarece atunci când un transformator cu o putere mai mare este scos din funcțiune, transformatorul rămas nu va acoperi întreaga sarcină a atelierului.

Apare o întrebare firească: care este motivul trecerii la un nou set de capacități? Răspunsul constă în mod evident în reducerea varietății capacităților de unificare a echipamentelor: nu numai transformatoare, ci și în imediata apropiere a acestuia (întrerupătoare, Întrerupătoare de sarcina, deconectatoare etc.).

Pe baza a tot ceea ce s-a spus, selectarea numărului și a puterii transformatoarelor pentru alimentarea stațiilor din fabrică se realizează după cum urmează:

1) numărul de transformatoare ale postului de transformare se determină pe baza fiabilității sursei de alimentare, ținând cont de categoria receptoarelor;

2) sunt selectate cele mai apropiate opțiuni pentru alimentarea transformatoarelor selectate (nu mai mult de trei), ținând cont de sarcina lor admisă în modul normal și suprasarcina permisă în modul de urgență;

3) o soluție fezabilă din punct de vedere economic este determinată de opțiunile prezentate, acceptabilă pentru condiții specifice;

4) se are în vedere posibilitatea extinderii sau dezvoltării postului de transformare și se ia în considerare problema posibilei montaje de transformatoare mai puternice pe aceleași fundații sau se are în vedere posibilitatea extinderii postului prin creșterea numărului de transformatoare.