Рациональное проектирование ПС всех типов и категорий, предусматривающее обоснование их основных схем, выбор трансформаторов и аппаратуры, определение мест их расположения, представляет собой сложную и ответственную задачу, которая должна решаться комплексно со схемой развития всей ЭЭС. К выбору количества и номинальной мощности трансформаторов на понижающих ПС всех категорий предъявляются следующие требования:
- минимум приведенных затрат и их рациональное поэтапное распределение в процессе развития ПС;
- наиболее эффективное использование установленной мощности трансформаторов с учетом их перегрузочной способности и динамики повышения нагрузки;
- надежность электроснабжения;
- обеспечение требований и удобств эксплуатации.
Окончательную номинальную мощность и количество трансформаторов выбирают на основании технико-экономического сравнения.
Номинальную мощность трансформаторов определяют по средней мощности наиболее загруженной смены:
,
где 
-- коэффициент заполнения суточного графика нагрузки наиболее загруженной смены;
-- максимальная нагрузка смены.
На основании анализа загрузки по сменам большого числа ПС установлено, что =0,75…0,8. Поэтому номинальную мощность трансформатора на однотрансформаторных ПС выбирают, исходя из условия:
.
При проектировании схем электрических сетей на подстанциях устанавливаются, как правило, два трансформатора.
Номинальная мощность каждого из них выбирается равной 0,65…0,70 от суммарной максимальной нагрузки подстанции на расчетный период Т=5 лет, считая с года ввода в эксплуатацию первого трансформатора. При отключении одного из них оставшийся в работе трансформатор с допустимой аварийной перегрузкой (40% в течение 5 суток) мог обеспечить нормальное электроснабжение потребителей первой и второй категорий.
|
|
Для ПС с числом трансформаторов n>1 номинальная мощность трансформатора определяется выражением:
,
где 
-- суммарная активная максимальная нагрузка ПС на расчетный период 5 лет;
-- коэффициент участия в нагрузке потребителей первой и второй категории;
-- коэффициент допустимой аварийной перегрузки;
-- коэффициент мощности нагрузки.
Для двухтрансформаторной ПС (n=2), следовательно
.
В связи с тем, что 
<1, а 
>1, отношение 
= 
/ 
<1 характеризует собой заложенную в трансформаторе резервную мощность при выборе его номинальной мощности.
В настоящее время при выборе номинальной мощности трансформаторов двухтрансформаторной ПС принимают k=0,7, т.е.
.
В зависимости от категории, назначения и местоположения ПС в системе на них возможна установка одного, двух и более трансформаторов.
Однотрансформаторные ПС предназначены для питания:
-- неответственных потребителей третьей категории, при условии, что замена поврежденного трансформатора или его ремонт не должны превышать одних суток;
-- потребителей второй категории при наличии централизованного передвижного резерва или резервного питания от сети низшего напряжения с ручным или автоматическим включением;
-- потребителей первой категории небольшой мощности при наличии резервных ИП на стороне НН с автоматическим вводом.
Один трансформатор обычно устанавливают на упрощенных ПС в сетях напряжением 35-110 кВ, а также в сетях 220 кВ и выше при условии, что с повышением нагрузки будут установлены еще один или более трансформаторов.
|
|
По условиям надежности электроснабжения в сетях напряжением 35-110 кВ широко применяют также двухтрансформаторные ПС. Независимо от требуемой степени бесперебойного питания такие ПС рекомендуется использовать при большой неравномерности суточного или годового графика нагрузки, ограничениях массы или габаритов ПС по условиям высоты помещений, транспортировки, а также по условиям дальнейшего расширения ПС, если установленный трансформатор нецелесообразно заменять более мощным.
Установка на подстанции более двух трансформаторов (автотрансформаторов) применяется в следующих случаях:
-- если по технико-экономическим соображениям целесообразно использование на подстанции двух средних напряжений;
-- на подстанциях, промышленных предприятиях, если необходимо выделить по режиму работы резко переменные нагрузки;
--если для покрытия нагрузки недостаточно предельной мощности двух автотрансформаторов по существующей шкале.
В условиях, когда возможны перетоки мощности из сети ВН и СН в сеть НН, и в случаях присоединения к обмотке НН синхронных компенсаторов требуется проверка загрузки общей обмотки автотрансформатора.
Трансформаторы, как правило, применяются со встроенным регулированием напряжения под нагрузкой (РПН). Установка отдельных вольтодобавочных трансформаторов допускается только при отсутствии соответствующих трансформаторов (автотрансформаторов).