Выбор мощности силовых трансформаторов. Выбор числа трансформаторов на подстанции определяется категорией потребителя по

Теоретические положения и соотношения

Выбор числа трансформаторов на подстанции определяется категорией потребителя по надежности электроснабжения. Понижающие подстанции обычно выбирают с двумя трансформаторами. Рабочие секции шин низшего напряжения при этом работают раздельно.

В системах электроснабжения мощность силовых трансформаторов должна обеспечивать в нормальном режиме питание всех приемников, а в послеаварийном режиме питание приемников первой и второй категории по надежности электроснабжения.

Мощность трансформаторов на подстанции можно выбирать различными способами. В данной работе рассмотрим только способ выбора мощности трансформаторов по графику нагрузки.

В основу этого расчета положен график нагрузки промышленного предприятия и критерием выбора является износ изоляции трансформатора.

По суточному графику нагрузки рассчитываем среднеквадратичную мощность.

. (6.1)

Номинальная мощность трансформатора определяется по формуле

S_{ном тр} ≥ S_{ср кв}. (6.2)

Полученная мощность округляется до ближайшей стандартной. Затем S_{ном тр} наносится на суточный график в виде прямой линии (рис. 6.1). Здесь S₁, S₂, … S_n – нагрузка по графику меньше номинальной мощности трансформатора; Δ t₁, Δ t_{2 …} Δ t_n – время действия соответствующих нагрузок; S’₂, … S’_n – нагрузка по графику больше номинальной мощности трансформатора; Δ t’₁, Δ t’_{2 …} Δ t’_n – время действия соответствующих нагрузок.

Рис. 6.1. Преобразование исходного графика в двухступенчатый

Для построения двухступенчатого графика нагрузки трансформатора необходимо определить следующие коэффициенты:

коэффициент начальной загрузки

(6.3)

коэффициент максимальной нагрузки

(6.4)

Зная температуру охлаждающей среды за время действия графика (Θ _охл), систему охлаждения трансформатора (М, Д, ДЦ, Ц), по таблицам, приведенным в ГОСТ 14209-85, при известных величинах К₁ и t_п определяют допустимую относительность нагрузки К_2доп.

Если К_2доп > К₂, то трансформатор может систематически перегружаться по данному графику. В противном случае должны быть приняты меры по снижению перегрузки трансформатора.

По рассчитанным коэффициентам строится двухступенчатый график нагрузок. Пример графика представлен на рис. 6.3.

Примеры решения задач

Задача 6.1. Выбрать мощность двухтрансформаторной подстанции, суточный график которой приведен на рис. 6.1. Максимальная нагрузка S_max = 17, 4 МВА.

Решение.По формуле (6.1) определяем среднеквадратичную мощность в относительных единицах:

S_ном = 0, 92·17, 5= 16, 1 МВА.

По приложению Б табл. Б1 выбираем два трансформатора ТДН – 16000/110.

Данная величина откладывается на графике нагрузки (рис. 6.1) в процентах от максимальной нагрузки подстанции.

Систематическая нагрузка трансформаторов меньше их номинальной мощности (17, 4 < 2·16 = 32), поэтому выбранные трансформаторы проверяются только на аварийную перегрузку.

Коэффициент начальной загрузки по (6.3):

Коэффициент максимальной нагрузки:

По графику (рис. 6.2) при К₁ = 0, 9 и t_п = 16 ч (9 + 3 + 4) находим К_2доп = 1, 17.

Так как К_2доп > К₂, то трансформатор может систематически перегружаться по данному графику.

Рис. 6.2. График ГОСТ 14209-85

Выбранный трансформатор удовлетворяет условиям работы в нормальном и послеаварийном режимах.

По рассчитанным коэффициентам К₁, К₂ строится двухступенчатый график нагрузок (рис. 6.3).

Рис. 6.3. Двухступенчатый график нагрузки

6.3. Самостоятельная работа студентов. Варианты заданий

Задача 6.1(СРС). По данным задачи 5.1 выбрать мощность трансформатора и проверить его на перегрузочную способность.

Список использованной Литературы

1. Петренко, Л. И. Электрические сети: сборник задач / Л. И. Петренко. – Киев: ВШ, 1976. – 246 с.

2. Герасименко, А. А. Передача и распределение электрической энергии: учеб. пособие / А. А. Герасименко. – Ростов-на-Дону: ФЕНИКС; Красноярск: Издательские проекты, 2006. – 720 с.

3. Герасименко, А. А. Электроэнергетические системы и сети. Расчеты параметров и режимов работы электрических сетей: в 2 ч. / А. А. Герасименко, Т. М. Чупак. – Красноярск: ИПЦ КГТУ, 2004.

4. Боровиков, В. А. Электрические сети энергетических систем / В. А. Боровиков, В. К. Косарев, Г. А. Ходок. – Л.: Энергия, 1978. – 392 с.

5. Крючков, И. П. Электрическая часть станций и подстанций: справочные материалы для курсового и дипломного проектирования / И. П. Крючков, Б. П. Неклепаев. – М.: Энергоатомиздат, 1989. 608 с,

6. Электрические системы и сети в примерах и иллюстрациях / Под ред. В. А. Строева. – М.: Высшая школа, 1999. – 352 с.

 

П Р И Л ОЖ Е Н И Я

 

Приложение А

Таблица А1

Характеристики голых алюминиевых и сталеалюминиевых проводов

Марка провода	Масса 1 км провода, кг	Диаметр провода, мм	Длительно- допустимый ток, А	Удельное активное сопротивление, Ом/км
Алюминиевые провода
А – 16		5, 1		1, 98
А – 25		6, 4		1, 28
А – 35		7, 5		0, 92
А – 50		9, 0		0, 64
А – 70		10, 7		0, 46
А – 95		12, 4		0, 34
А – 120		14, 0		0, 27
А – 150		15, 8		0, 21
А – 185		17, 5		0, 17
Сталеалюминиевые провода
АС – 25		6, 6		1, 146
АС – 35		8, 4		0, 773
АС – 50		9, 6		0, 592
АС – 70		11, 4		0, 42
АС – 95		13, 5		0, 314
АС – 120		15, 2		0, 249
АС – 150		17, 0		0, 195
АС – 185		19, 0		0, 156
АС – 240		21, 6		0, 120
АС – 300		23, 5		0, 096

Таблица А2

Удельное индуктивное сопротивление алюминиевых проводов (Ом/км)

Расстояние между прово-дами, м	Марка алюминиевого провода
А – 25	А – 35	А – 50	А – 70	А – 95	А – 120	А – 150	А – 185
0, 4	0, 319	0, 308	0, 297	0, 283	0, 274	––	––	––
0, 6	0, 345	0, 336	0, 325	0, 309	0, 300	0, 292	0, 287	0, 280
0, 8	0, 363	0, 352	0, 341	0, 327	0, 318	0, 310	0, 305	0, 298
1, 0	0, 377	0, 366	0, 355	0, 341	0, 332	0, 324	0, 319	0, 313
1, 25	0, 391	0, 380	0, 369	0, 355	0, 346	0, 338	0, 333	0, 327
1, 5	0, 402	0, 391	0, 380	0, 366	0, 357	0, 349	0, 344	0, 338
2, 0	0, 421	0, 410	0, 398	0, 385	0, 376	0, 368	0, 363	0, 357
2, 5	0, 435	0, 424	0, 413	0, 399	0, 390	0, 382	0, 377	0, 371
3, 0	0, 446	0, 435	0, 423	0, 410	0, 401	0, 393	0, 388	0, 382
3, 5	––	0, 445	0, 433	0, 420	0, 411	0, 403	0, 398	0, 384
4, 0	––	––	––	0, 428	0, 419	0, 411	0, 406	0, 400
4, 5	––	––	––	0, 435	0, 426	0, 418	0, 413	0, 407
5, 0	––	––	––	0, 442	0, 433	0, 425	0, 420	0, 414
5, 5	––	––	––	––	––	0, 431	0, 426	0, 420

Таблица А3

Удельное индуктивное сопротивление алюминиевых проводов (Ом/км)

Расстояние между проводами, м	Марка сталеалюминиевого провода
А – 50	А – 70	А – 95	А – 120	А – 150	А – 185	А – 240	А – 300
2, 0	0, 392	0, 382	0, 371	0, 365	0, 358	––	––	––
2, 5	0, 406	0, 396	0, 385	0, 379	0, 372	––	––	––
3, 0	0, 418	0, 408	0, 397	0, 391	0, 384	0, 377	0, 369	––
3, 5	0, 427	0, 417	0, 406	0, 400	0, 398	0, 386	0, 378	––
4, 0	0, 435	0, 425	0, 414	0, 408	0, 401	0, 394	0, 386	––
4, 5	––	0, 433	0, 422	0, 416	0, 409	0, 402	0, 394	––
5, 0	––	0, 440	0, 429	0, 423	0, 416	0, 409	0, 401	––
5, 5	––	––	––	0, 420	0, 422	0, 415	0, 407	––
6, 0	––	––	––	––	––	––	0, 413	0, 404
6, 5	––	––	––	––	––	––	––	0, 40
7, 0	––	––	––	––	––	––	––	0, 414
7, 5	––	––	––	––	––	––	––	0, 418

 

Таблица А4

Паспортные данные конденсаторов и конденсаторных установок для продольной компенсации

Марка	Номинальное напряжение, кВ	Мощность, квар	Емкость, мкФ
КПМ-1-50-1
КПМ-0, 6-50-1	0, 6
КСП-0, 66-40	0, 66
КСПК-1, 05-120	1, 05
КЭКП 0, 66-80	0, 66
КЭПК 1, 05-120	1, 05
КЭПК-2, 1-150	2, 1		108, 3

 

Таблица А5

Расчетные характеристики линий 35–220 кВ со сталеалюминиевыми проводами

Сечение провода, мм2	Активное сопротивление, Ом/км	Токовая нагрузка, А	Индуктивное сопротивление x0 и емкостная проводимость b0линий напряжением кВ
x0, Ом/км	b0, См/км	x0, Ом/км	b0, См/км	x0, Ом/км	b0, См/км	x0, Ом/км	b0, См/км
35/6, 2	0, 773		0, 445	2, 59·10-6	-	-	-	-	-	-
50/8, 0	0, 592		0, 433	2, 65·10-6	-	-	-	-	-	-
70/11	0, 42		0, 42	2, 73·10-6	-	-	-	-	-	-
95/16	0, 314		0, 411	2, 81·10-6	0, 429	2, 65·10-6	-	-	-	-
120/19	0, 249		0, 403	2, 85·10-6	0, 423	2, 69·10-6	0, 439	2, 61·10-6	-	-
150/24	0, 195		0, 398	2, 9·10-6	0, 416	2, 74·10-6	0, 432	2, 67·10-6	-	-
185/29	0, 156		0, 784	2, 96·10-6	0, 409	2, 82·10-6	0, 421	2, 71·10-6	-	-
240/39	0, 12		-	-	0, 401	2, 85·10-6	0, 416	2, 75·10-6	0, 43	2, 66·10-6
300/48	0, 10		-	-	0, 392	2, 91·10-6	0, 409	2, 8·10-6	0, 422	2, 71·10-6
400/51	0, 073		-	-	0, 382	3, 0·10-6	0, 398	2, 88·10-6	0, 414	2, 73·10-6

 

 

 

Приложение Б

Таблица Б1

Каталожные данные трансформаторов

Марка трансформатора	Sном , МВА	Пределы регул., %	Uном ВН, кВ	Uном НН, кВ	Δ РКЗ, кВт	Δ РХХ, кВт	UКЗ, %	iхх, %
Трехфазные двухобмоточные трансформаторы с высшим напряжением 10 кВ
ТМ – 63/10		-		0, 4	1, 28	0, 26	4, 5	2, 8
ТМ – 100/10		-		0, 4	1, 97	0, 36	4, 5	2, 6
ТМ – 160/10		-		0, 4	3, 1	0, 54	4, 5	2, 4
ТМ – 250/10		-		0, 4; 0, 69	3, 7	0, 82	4, 5	2, 3
ТМ – 400/10		-		0, 4; 0, 69	5, 5	1, 05	4, 5	2, 1
ТМ – 630/10		-		0, 4; 0, 69	7, 6	1, 56	5, 5	2, 0
ТМ – 1000/10		-		0, 4; 0, 63	12, 2	2, 45	5, 5	1, 4
ТМ – 1600/10		-		0, 4	18, 0	2, 8	5, 5	1, 3
ТМ – 2500/10		-		0, 4; 0, 63	26, 0	4, 6	5, 5	1, 0
Трехфазные двухобмоточные трансформаторы с высшим напряжением 35 кВ
ТМН – 2500/35	2, 5			6, 3; 11	25, 0	5, 1	6, 5	1, 1
ТМН – 4000/35	4, 0			6, 3; 11	33, 5	6, 7	7, 5	1, 0
ТМН – 6300/35	6, 3			6, 3; 11	46, 5	9, 2	7, 5	0, 9
ТД – 10000/35			38, 5	6, 3; 10, 5	65, 0	14, 5	7, 5	0, 8
ТДНС – 16000/35			36, 75	6, 3; 10, 5	85, 0	18, 0	10, 0	0, 55
ТРДНС – 25000/35			36, 75	6, 3/6, 3; 10, 5/10, 5	115, 0	25, 0	9, 5	0, 5
ТРДНС – 40000/35			36, 75	6, 3/6, 3; 10, 5/10, 5	170, 0		11, 5	0, 4
	Трехфазные двухобмоточные трансформаторы с высшим напряжением 110 кВ
ТМН – 6300/110	6, 3			6, 6; 11		11, 5	10, 5	0, 8
ТДН – 10000/110				6, 6; 11			10, 5	0, 7
ТДН – 16000/110				6, 6; 11			10, 5	0, 7
ТРДН – 25000/110			115	6, 3/6, 3; 10, 5/10, 5			10, 5	0, 7
Окончание табл. Б2
Марка трансформатора	Sном , МВА	Пределы регул., %	Uном ВН, кВ	Uном НН, кВ	Δ РКЗ, кВт	Δ РХХ, кВт	UКЗ, %	iхх, %
ТРДН – 40000/110				6, 3/6, 3; 10, 5/10, 5			10, 5	0, 7
ТРДЦН – 63000/110				6, 3/6, 3; 10, 5/10, 5			10, 5	0, 65
ТДЦ – 80000/110				6, 3; 10, 5; 13, 8			10, 5	0, 6
Трехфазные двухобмоточные трансформаторы с высшим напряжением 150 кВ
ТДН – 16000/150				6, 6/; 11				0, 8
ТРДН – 32000/150				6, 3/6, 3; 10, 5/10, 5; 11/11			10, 5	0, 7
ТРДН – 63000/150				6, 3/10, 5; 10, 5			10, 5	0, 65
Трехфазные двухобмоточные трансформаторы с высшим напряжением 220 кВ
ТРДН – 40000/220				6, 6/6, 6; 11/11				0, 9
ТРДЦН – 63000/220				6, 3/6, 3; 11/11				0, 8
ТДЦ – 80000/220				6, 3; 10, 5; 13, 8				0, 6
ТДЦ – 125000/220				10, 5; 13, 8				0, 5
Трехфазные двухобмоточные трансформаторы с высшим напряжением 330 кВ
ТДЦ – 125000/330		-		10, 5; 13, 8			11, 0	0, 55
ТДЦ – 200000/330		-		13, 8; 15, 75; 18				0, 45
ТДЦ – 250000/330		-		13, 8; 15, 75				0, 45

 

 

Приложение В

Характерные графики суточных активных и реактивных нагрузок

предприятий различных отраслей промышленности

Рис. В1. Графики суточных нагрузок различных отраслей промышленности:

а) угледобычи; б) нефтепереработки; в) торфоразработки; г) черной металлургии;

д) цветной металлургии; е) химии; ж) тяжелого машиностроения;

з) ремонтно-механических заводов

Рис. В2. Графики суточных нагрузок различных отраслей промышленности:

и) станкостроительных; к) автомобильных; л) деревообрабатывающей промышленности;

м) целлюлозно-бумажной промышленности; н) легкой промышленности;

о) прядильно-ткацких фабрик; п) печатных и отделочных фабрик;

р) пищевой промышленности

 

Приложение Г

Рис. Г1. Кривые зависимости τ =ƒ (T_max; cosφ )

 

 

Содержание

Предисловие…………………………………………………………..
1. Параметры электрической схемы замещения линий электропередачи и трансформаторов…………………………………………...
1.1. Теоретические положения и соотношения…………………..
1.1.1. Воздушные и кабельные линии………………………….
1.1.2. Трансформаторы и автотрансформаторы……………….
1.2. Примеры решения задач…………………..…………………..
1.3. Самостоятельная работа студентов. Варианты заданий…….
2. Потери мощности и электроэнергии…………………..…………
2.1. Теоретические положения и соотношения…………………..
2.1.1. Потери мощности и электроэнергии в электрических сетях…………………..…………………..……………………………
2.1.2. Потери мощности и энергии в трансформаторах………
2.2. Примеры решения задач………………………………………
2.3. Самостоятельная работа студентов. Варианты заданий…….
3. Потери напряжения…………………..…………………………….
3.1. Теоретические положения и определения……………………
3.2. Примеры решения задач…………………..…………………..
4. Регулирование напряжения в электрических сетях……………..
4.1. Теоретические положения и соотношения…………………..
4.1.1. Выбор диапазона регулирования и ответвлений трансформатора с РПН…………………..…………………………………
4.1.2. Выбор диапазона регулирования и ответвлений с ПБВ..
4.1.3. Регулирование напряжения с помощью фазокомпенсирующих устройств…………………..………………………………...
4.1.4. Регулирование напряжения путем изменения параметров сети…………………..…………………..………………………..
4.2. Примеры решения задач…………………..…………………..
4.3. Самостоятельная работа студентов. Варианты заданий……
5. Расчет построение графиков нагрузки промышленных предприятий…………………..…………………..………………………..
5.1. Теоретические положения и соотношения…………………..
5.2. Примеры решения задач…………………..…………………..
5.3. Самостоятельная работа студентов. Варианты заданий……
6. Выбор мощности силовых трансформаторов……………………
6.1. Теоретические положения и соотношения…………………..
6.2. Примеры решения задач…………………..…………………..
6.3. Самостоятельная работа студентов. Варианты заданий……
Список использованной литературы….………..…………………..
Приложения…………………..…………………..…………………..

 

Константин Николаевич Бахтиаров

Наталья Юрьевна Шевченко

 

 

Электроэнергетика

Часть 1

 

Учебное пособие

 

Редактор Пчелинцева М. А.

Компьютерная верстка Сарафановой Н. М.

Темплан 2010 г., поз. № 10К.

Подписано в печать 15. 12. 2010 г. Формат 60× 84 ¹/₁₆.

Бумага листовая. Печать офсетная.

Усл. печ. л. 4, 25. Усл. авт. л. 4, 06.

Тираж 100 экз. Заказ №

 

Волгоградский государственный технический университет

400131, г. Волгоград, пр. Ленина, 28, корп. 1.

Отпечатано в КТИ

403874, г. Камышин, ул. Ленина, 5, каб. 4.5

⇐ Предыдущая12345678

Поделиться: