Тема: «Выбор числа и мощности трансформаторов на ТП и ГПП»
Цель работы: научится определять необходимое число силовых трансформаторов на ТП и ГПП, рассчитывать их мощность, по справочной литературе находить технические данные выбранных трансформаторов.
Литература: 1.Липкин Б.Ю. «Электроснабжение промышленных предприятий и установок» М., ВШ 1981г. Стр.219-223
2.Конспект лекций
Методические указания
Выбор числа силовых трансформаторов на подстанции зависит от категории надежности электрооборудования предприятия или цеха.
Одно трансформаторные цеховые подстанции применяются при питании нагрузок, допускающих перерыв электроснабжения на время доставки «складского» резерва, или при резервировании по перемычкам вторичного напряжения.
Двух трансформаторные цеховые подстанции применяются при преобладании нагрузок 1 и 2 категории надежности, а также при наличии неравномерного суточного или годового графика (чтобы была возможность при минимуме нагрузки отключать один трансформатор).
Цеховые подстанции с числом трансформаторов более двух используются при надлежащем обосновании необходимости их применения, а также в случае установки раздельных трансформаторов для питания силовой и осветительной нагрузки.
Число и мощность трансформаторов выбирают по:
· Графику нагрузки потребителя и подсчитанным величинам средней и максимальной мощности;
· Технико-экономическим показателям отдельных намеченных вариантов числа и мощности трансформаторов с учетом капитальных затрат и эксплуатационных расходов;
· Категории потребителей с учетом наличия у потребителей нагрузок 1 категории, требующих надежного резервирования;
· Экономически целесообразному режиму, под которым понимается режим, обеспечивающий минимум потерь мощности и электроэнергии в трансформаторе при работе по заданному графику нагрузки.
Число и мощность трансформаторов выбираются с учетом перегрузочной способности трансформаторов. Для этого по суточному графику нагрузки потребителя устанавливается продолжительность максимума нагрузки tм (ч) и коэффициент заполнения графика
Кзг = Sср. / Sмакс.
где Sср. и Sмакс. – средняя и максимальная нагрузка трансформатора.
По значениям tм и Кзг определяют коэффициент кратности допустимой нагрузки Кн
Кн = Sмакс.. / Sном., откуда Sном. = Sмакс../ Кн
Допускается при Кзг≤ 0,75 перегрузка одного из трансформаторов до 140% в аварийном режиме продолжительностью 5 суток не более 6 часов в сутки.
При наличии на двух трансформаторной подстанции потребителей 1-й (S1) и 2-й (S2) категории мощность одного трансформатора проверяется в аварийном режиме:
Sном.≥ S1+S2
Ход работы
задание. Выбор силового трансформатора для цеховой подстанции.
1.1. По таблице исходных данных заполняем таблицу 1.
Таблица 1
| Максимальная нагрузка Sмакс | Средняя суточная нагрузка Sср. | Время максимума tм | Время потерь τ | Процент потребителей 1-й и 2-й категории S1+S2 | 
|
| кВА | кВА | час. | час. | % | кВ |
Выбор напряжения
Четные варианты
= 
кВ
Нечетные варианты
= 
кВ
1.2. Определяем число трансформаторов с обоснованием выбора
n=
1.3.Определяем коэффициент заполнения графика
Кзг = Sср. / Sмакс.
1.4.По значениям продолжительность максимума нагрузки tм и Кзг определяют коэффициент кратности допустимой нагрузки Кн по рис.1
1.5.Определяем номинальную мощность трансформатора
Sном. = Sмакс../ Кн
1.6. Выбираем стандартную мощность трансформатора Sном.т. из ряда значений, кратных 250, 400, 630, 1000 и 1600 кВА.
1.7.Проверяем загрузку трансформатора в номинальном режиме
Кзг = 
После проверки делаем вывод, соответствует ли загрузка трансформатора экономически целесообразной, лежащей в пределах 0,6….0,85
1.8.Проверяем перегрузочную способность трансформаторов
1,4 Sном.т.≥ (S1+S2) Sмакс
Делаем вывод, прошел ли трансформатор проверку на перегрузочную способность.
1.9. Выбираем технические данные цехового трансформатора из таблицы 3 и заносим их в таблицу 2
Таблица 2
Технические данные трансформатора
| Тип трансформатора | Sном.т. | Uн.1 | Uн.2 | ΔPхх, | ΔРкз | I0, | Uк, |
| кВА | , кВ | , кВ | кВт | кВт | % | % | |
Таблица 3
Технические данные силовых трансформаторов
| Тип трансформатора | Sном.т. | Uн.1, | Uн.2, | Потери | Uкз, | Iхх, | |
| ΔPхх | ΔРкз | ||||||
| кВА | кВ | кВ | кВт | кВТ | % | % | |
| ТМ - 100 | 6;10 | 0,4 | 0,49 | 1,97 | 4,5 | 2,6 | |
| ТМ - 160 | 6;10 | 0,4 | 0,73 | 2,65 | 4,5 | 2,4 | |
| ТМ - 250 | 6;10 | 0,4 | 0,945 | 3,7 | 4,5 | 2,3 | |
| ТМ - 400 | 6;10 | 0,4 | 1,2 | 5,5 | 4,5 | 2,1 | |
| ТМ - 630 | 6;10 | 0,4 | 1,56 | 8,5 | 5,5 | 2,0 | |
| ТМ - 1000 | 6;10 | 0,4 | 2,45 | 12,2 | 5,5 | 1,4 | |
| ТМ - 1600 | 6;10 | 0,4 | 3,3 | 5,5 | 1,3 | ||
| ТМ - 2500 | 6;10 | 0,4 | 4,6 | 5,5 | 1,0 |
1.10. Определяем потери активной энергии в трансформаторах за год
∆W =2(∆Рхх. 
τ + ∆Ркз Тв) (кВт*ч)
где значения Тв = 8760 час., то есть подстанция работает весь год без перерывов.
1.11.Определяем потери в рублях
П = ∆W Ст. (руб)
где Ст. – стоимость одного кВт*ч электроэнергии
2 задание. Выбор силового трансформатора для главной понизительной подстанции (ГПП).
2.1. По таблице исходных данных заполняем таблицу 4.
Таблица 4
Таблица исходных данных
| Р1 | Р2 | Р3 | Р4 | Р5 | Qэ1 | Процент потребителей 1-й и 2-й категории S1+S2 | 
|
| кВт | кВт | кВт | кВт | кВт | квар | % | кВ |
2.2. Определяем число трансформаторов с обоснованием выбора
n=
2.3.Определяем расчетную мощность ГПП
Sp= 
(кВА)
где Р – суммарная активная мощность всех 5 цехов из таблицы 4
2.4.Рассчитываем мощность трансформаторов, принимая, что каждый трансформатор загружен на 70%, то есть β= 0,7
Sном. = Sр../ β (кВА)
2.5. Выбираем стандартную мощность трансформатора Sном.т. из ряда
значений, кратных 10000, 16000, 25000 и 40000 кВА.
2.6.Проверяем загрузку трансформатора в номинальном режиме
Кзг = 
После проверки делаем вывод, соответствует ли загрузка трансформатора экономически целесообразной, лежащей в пределах 0,6….0,85
1.8.Проверяем перегрузочную способность трансформаторов
1,4 Sном.т.≥ (S1+S2) Sр
Делаем вывод, прошел ли трансформатор проверку на перегрузочную способность.
1.9. Выбираем технические ГПП из таблицы 5 и заносим их в таблицу 5, аналогичную таблице 2
Содержание отчета
1.Тема и цель работы.
2.Список литературы.
3.Таблица исходных данных 1.
4.Выбор и расчет числа и мощности силовых трансформаторов на цеховой подстанции.
5.Заполнение таблицы 2.
6. Определение потерь активной энергии в трансформаторах за год
7.Расчет мощности трансформаторов на ГПП.
8.Заполнение таблицы технических данных трансформаторов.
9.Вывод по цели работы.
10.Ответы на контрольные вопросы.
Контрольные вопросы
1.Как определяется число силовых трансформаторов на подстанции?
2.Что показывает проверка на перегрузочную способность и из-за чего она возникает?
3.Почему рекомендуется загрузка трансформаторов на 70%?
4. На какое время допускается перегрузка?
Таблица 5
Таблица исходных данных
| № вар | Sмакс. | Sср. | tм | Время потерь τ | S1+S2 | Р1 | Р2 | Р3 | Р4 | Р5 | Q |
|
| кВА | кВА | ч | ч | 0,75 | кВт | кВт | кВт | кВт | кВт | квар | кВ | |
| 0,75 | 110/6 | |||||||||||
| 0,7 | 110/10 | |||||||||||
| 0,68 | 35/6 | |||||||||||
| 0,86 | 35/10 | |||||||||||
| 0,73 | 110/6 | |||||||||||
| 0,59 | 110/10 | |||||||||||
| 0,87 | 35/6 | |||||||||||
| 0,74 | 35/10 | |||||||||||
| 0,89 | 110/6 | |||||||||||
| 0,84 | 110/10 | |||||||||||
| 0,74 | 35/6 | |||||||||||
| 0,82 | 35/10 | |||||||||||
| 0,87 | 110/6 | |||||||||||
| 0,69 | 110/10 | |||||||||||
| 0,89 | 35/6 | |||||||||||
| 0,83 | 35/10 | |||||||||||
| 0,88 | 110/6 | |||||||||||
| 0,78 | 110/10 | |||||||||||
| 0,75 | 35/6 | |||||||||||
| 0,84 | 35/10 | |||||||||||
| 0,73 | 110/6 | |||||||||||
| 0,86 | 110/10 | |||||||||||
| 0,73 | 35/6 | |||||||||||
| 0,87 | 35/10 | |||||||||||
| 0,85 | 110/6 | |||||||||||
| 0,79 | 110/10 | |||||||||||
| 0,84 | 35/6 | |||||||||||
| 0,78 | 35/10 | |||||||||||
| 0,69 | 110/6 | |||||||||||
| 0,84 | 110/10 |