Целью выбора трансформаторов ЗУР является определение их количества, вида (типа, габаритного размера) и единичной номинальной мощности каждого, места размещения способа присоединения со стороны высокого напряжения и выхода на щит (шкаф, магистраль) низкого напряжения, выбор вида переключения ответвлений, схем и групп соединения обмоток. К моменту выбора и размещения полного списка электроприемников 1УР не требуется, и он обычно еще отсутствует, как и количество шкафов 2УР.

      Выбор трансформаторов осуществляется в зависимости от требований окружающей среды. Для наружной установки применяют масляные трансформаторы. Для внутренней установки также преимущественно рекомендуется применение масляных трансформаторов, но с ограничениями по количеству и мощности, этажности. Для внутрицеховых подстанций с трансформаторами сухими или с негорючим жидким (твердым) диэлектриком мощность трансформаторов, их количество, расстояние между ними, этаж, на котором они могут быть установлены, не ограничиваются.

      Трансформаторы с охлаждением негорючей жидкостью или литой изоляцией целесообразно применять в тех производственных помещениях, где по условиям среды, по количеству, значению, мощности и этажности нельзя применять масляные трансформаторы. Сухие трансформаторы мощностью от 160, но не более 630—1000 кВА, применяют главным образом в административных и общественных зданиях, где возможно большое скопление людей (универмага, спортивные и культурные сооружения, аэровокзалы), а также на испытательных станциях, в лабораториях и других установках с ограничениями по условиям обеспечения пожарной безопасности. Оба типа применяют в электроустановках промышленных предприятий (здесь ТСЗ до 1600 кВ • А), в частности, в нефтехимической, металлургической, машиностроительной, целлюлознобумажной отраслях.

      Преимущество этих трансформаторов заключается в отсутствии горючего масла, поэтому их можно устанавливать непосредственно в производственных и других помещениях без ограничения суммарной мощности, а также в необычных местах (например, в подвале). С учетом токсичности и экологической опасности хлордифениловых и большинства других негорючих жидкостей (такие трансформаторы все еще эксплуатируются) рекомендуется замена трансформаторов во всех случаях. Сухие трансформаторы небольшой мощности легко разместить в помещениях, на колоннах, антресолях, так как они не содержат охлаждающей жидкости и, следовательно, не требуют устройства маслосборников. Их применение целесообразно, например, для питания освещения при системе раздельного питания силовых и осветительных нагрузок. Сухие трансформаторы обладают повышенным раздражающим шумом, что следует учитывать при установке трансформаторов в местах с возможным присутствием людей.

      Практика проектирования и эксплуатации показывает, что число типов и исполнений трансформаторов, применяемых на одном предприятии, необходимо ограничивать, так как разнообразие их создает неудобства в эксплуатации и вызывает дополнительные затраты на электроремонт, осложняет резервирование и взаимозаменяемость. Разнообразие отражает ценологические свойства электрического хозяйства и не может быть уничтожено. Оно может быть сокращено или увеличено в пределах, разрешенных законом информационного отбора.

      Выбор числа и мощности трансформаторов для промышленных предприятий определяется применением одно и двухтрансформаторных цеховых подстанций. Это позволяет создавать и рассматривать различные варианты схемы электроснабжения. Число 7VL трансформаторов ЗУР определяется нагрузкой цеха, исключая высоковольтную нагрузку, и требованиями надежности электроснабжения:

     

      Наиболее простым и дешевым решением является применение однотрансформаторных цеховых подстанций. На крупных предприятиях, имеющих складской резерв трансформаторов, их можно применять для питания электроприемников III и даже II категории. Однотрансформаторные подстанции могут применяться и для питания электроприемников I категории, если мощность последних не превышает 15...20 % мощности трансформатора и возможно резервирование подстанций на вторичном напряжении перемычками с АВР.

      Правила проектирования и общая тенденция повышения надежности электроснабжения ведут к установке двухтрансформаторных подстанций и для рассматриваемых случаев, т.е. к обеспечению всех потребителей как потребителей I категории. При установке однотрансформаторных подстанций они могут быть закольцованы на стороне 0,4 кВ (соединены магистралями или кабельными перемычками). Это обеспечивает сохранение электроснабжения при отключении любого трансформатора и возможность загрузки каждого трансформатора до номинального значения, считая за расчетную нагрузку не максимум Рмакс > а среднюю нагрузку Рср.

      Двухтрансформаторные цеховые подстанции применяются при преобладании электроприемников I и II категорий и в энергоемких цехах предприятий при большой удельной мощности нагрузки, достигающей 0,5 — 4 кВА/м2. В последних случаях технологически оформляются энергоемкие установки (агрегаты), питающиеся от своих трансформаторов (преобразователей), что снижает нагрузку на общецеховые трансформаторы до 0,2 кВ • А/м2.

      Число и мощность трансформаторов цеховых подстанций являются взаимосвязанными величинами, поскольку при заданной расчетной нагрузке цеха Рр число трансформаторов будет меняться в зависимости от принятой единичной мощности КТП (формула (4.1)). При выборе цеховых трансформаторов обычно приходится сравнивать трансформаторы КТП единичной мощностью 630, 1 000, 1600 и (реже) 2 500 кВ • А. Увеличение единичной мощности снижает общее количество устанавливаемых трансформаторов, но увеличивает протяженность сетей к 2У Р и 1УР, а также затраты на коммутационную аппаратуру и конструктивные затраты, связанные с ростом токов КЗ (по условиям установившегося отклонения напряжения и потерям электрической энергии не рекомендуется принимать длину кабельной линии 0,4 кВ более 200 м).

      Практика проектирования и эксплуатации отдает предпочтение трансформаторам 1000 кВ А (и в меньшей степени 630 кВ • А), считая эту мощность оптимальной, а оптимальный коэффициент загрузки кхот = 0,75...0,80. Однако ряд специалистов считает необходимым обеспечить кл = 1 для цеховых трансформаторов.

      Число и мощность трансформаторов зависят от распределения нагрузок по площади цеха, наличия места для расположения цеховых подстанций, характера и режима работы электроприемников. Выбор цеховых трансформаторов осуществляется одновременно с решением задачи компенсации реактивной мощности цеховых потребителей электроэнергии. Для крупных цехов и комплексов выбор единичной мощности трансформаторов ЗУР целесообразно осуществлять на основе техникоэкономического сравнения вариантов. Значительное влияние на результаты расчетов оказывают стоимость активных нагрузочных и холостого хода потерь в трансформаторах и разница в стоимости трансформаторов ЛА, которая для КТП значительна.

      При каждой заданной суммарной нагрузке предприятия S существует значение номинальной мощности трансформаторов подстанций, которое определяется минимумом суммарных приведенных затрат на строительство сетевых узлов (подстанций и распределительных устройств). С ростом номинальной мощности в единице удельная стоимость трансформаторов на 1 кВ А уменьшается, поэтому при обычно используемых коэффициентах загрузки к3 (заданной сумме номинальных мощностей трансформаторов) с уменьшением их числа суммарные капитальные вложения в трансформаторы снижаются. Однако при этом увеличивается стоимость коммутационной аппаратуры низкого напряжения, которая начинает составлять все большую часть капиталовложений в сеть низкого напряжения (и подстанций).

      После некоторого значения номинальной мощности трансформатора аппаратура низшего напряжения должна быть устойчива к действию значительных токов короткого замыкания, что делает ее стоимость соизмеримой со стоимостью трансформаторов. Это приводит к увеличению удельной (на 1 кВА) стоимости подстанций с учетом аппаратуры для подключения трансформаторов и обеспечивает существование минимума суммарных приведенных затрат на сетевые узлы. Этот минимум отвечает предельной (наибольшей) номинальной мощности трансформаторов, которая близка к оптимальной, так как для современных крупных промышленных предприятии значение предельной мощности трансформаторов отвечает пологой неубывающей части зависимости

     

      В проектной практике цеховые трансформаторы часто выбирают без техникоэкономических расчетов, пользуясь коэффициентами загрузки трансформаторов и расчетной нагрузки цеха. Для двухтрансформаторных цеховых подстанций при преобладании нагрузок I категории (до 80 %) коэффициент загрузки трансформаторов АГ3 принимается в диапазоне 0,6...0,7. Для однотрансформаторных подстанций при наличии взаимного резервирования по перемычкам с другими подстанциями на вторичном напряжении мощность трансформаторов выбирается с учетом степени резервирования. Коэффициент загрузки цеховых трансформаторов может быть принят: при преобладании нагрузок II категории — 0,7..,0,8, а при нагрузках III категории — 1.

      Однако такой подход к выбору трансформаторов во многих случаях приводит к неэкономичным решениям, так как в условиях неполноты исходной информации имеют место ошибки в определении расчетных нагрузок цехов (завышение расчетных нагрузок). Кроме того, расчетная нагрузка цеха или предприятия достигается не сразу в первый год эксплуатации, а постепенно. Следует считаться и со стремлением эксплуатации не допускать по Ртах загрузку трансформаторов ответственных потребителей более 50%.

      На ТП устанавливаются не менее двух трансформаторов для электроприемников (потребителей) любой категории надежности при следующих условиях: если суточный или годовой график нагрузок очень неравномерен (например, при односменной или сезонной работе цеха, предприятия, когда выгодно в ненагруженные часы (сезон) отключать один трансформатор, когда лимитируются габаритные размеры ТП и оборудования); если возможен дальнейший быстрый рост нагрузок, а заменить трансформатор на более мощный в будущем невыгодно или невозможно. Возможно сооружение цеховых ТП с числом трансформаторов три и более, но это исключение может быть, если, например, имеются мощные электроприемники, требующие блочного питания.

      В последние годы ведется поиск наиболее эффективных методов выбора мощности цеховых трансформаторов. Один из подходов к решению этой задачи основывается на применении комплексного метода расчета электрических нагрузок, прогнозирующего увеличение нагрузки во времени и в зависимости от технологических показателей объекта. Тогда можно использовать удельную плотность нагрузки, которая для промышленных предприятий растет во времени.

      При этом число трансформаторов Nтр связано с их номинальной мощностью следующим соотношением

     

      Если S уд > 0,4 кВ • А/м2, то независимо от требований надежности электроснабжения целесообразно применять двухтрансформаторные подстанции. Выражение (4.3) не означает, что если сначала целесообразна установка трансформаторов 1000 кВ • А, то через пять лет они заменятся на большие при росте нагрузок. Обычно осуществляют дополнительную установку трансформаторов, стараясь сохранить их тип и мощность. Трансформаторы мощностью 630 кВ  А и менее рекомендуется применять для питания вспомогательных цехов и участков крупных предприятий.

      Увеличение количества малых предприятий; дробление крупных и средних предприятий; диверсификация производства, включающая в себя вариофикационные находки; промышленное освоение пригородов и отдаленных территорий; строительство офисных и общественных зданий и коттеджных поселков меняют подход к выбору трансформаторов. Их выбирают в соответствии с интересами инвестора, т.е. исходя из индивидуальных требований. Возникают ТП от 25 кВ А. Чаще сооружаются отднотрансформаторные ТП (второй трансформатор не обеспечивает надежность, требуемую инвестором) и устанавливается независимый генерируемый источник электроэнергии, обеспечивающий заданный минимум электропотребления. Мощность Sном определяется с учетом перспективы на срок службы трансформатора для стационарных (долговременных) объектов и 100%й загрузкой для недолговечных (типа ларька).


Рекомендуйте эту статью другим!



Преимущества постоянного тока
янв 19, 2014 5322

Преимущества постоянного тока

При всех несомненных достоинствах переменного тока (простота производства и…
Коэффициент мощности cos φ1
мая 25, 2016 4740

Коэффициент мощности cos φ, определение, назначение, физический смысл

Коэффициент мощности – это скалярная физическая величина, показывающая насколько…
Переносные заземлители 1
мая 26, 2014 4768

Переносные заземлители. Назначение, применение и конструкция.

Мобильные (переносные) заземлители предназначены для эффективной защиты персонала,…
Системы охлаждения трансформаторов 3
март 14, 2014 3057

Системы охлаждения трансформаторов

Конструктивное исполнения силового трансформатора в значительной степени определяется…
Индуктивность в цепи переменного тока 2
окт 12, 2014 4636

Индуктивность в цепи переменного тока

При течении тока по проводнику всегда вокруг движущихся зарядов возникает магнитное поле.…