Выбор силовых трансформаторов
На подстанции 110/10 кВ в Г. калининград
КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА
по дисциплине «Проектирование электроустановок электростанций и подстанций»
КР.45.13.03.02.ХХ ПЗ
| Выполнил: студент группы 17-ЗЭЭ _____________________ И.И. Иванов | |
Калининград, 2020
ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ
Площадка проектируемой подстанции располагается в г. Калининград. Исходные данные для проектирования подстанции приведены в таблице 1.1, график нагрузки изображен на рисунке 1.1.
Таблица 1.1 – Исходные данные для проектирования
| Наименование показателя | Значение показателя |
| 1. Температура наружного воздуха: | |
| - среднегодовая, ºС | 9,0 |
| - зимняя, ºС | -7,6 |
| - летняя, ºС | 16,5 |
| 2. Максимальная мощность нагрузки (зимний период): | |
| - активная мощность PНГmax, МВт | |
| - реактивная мощность QНГmax, Мвар | |
| 3. Число питающих линий 110 кВ | |
| 4. Число отходящих линий 110 кВ | |
| 5. Переток мощности по отходящим линиям: | |
| - по первой линии, МВт | |
| - по второй линии, МВт | |
| - по третьей линии, МВт | |
| 6. Число отходящих линий 10 кВ | |
| 7. Периодическая составляющая тока КЗ, кА |
Рисунок 1.1 – Зимний (синий) и летний (красный) графики нагрузки подстанции
ВЫБОР СИЛОВЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ
Выбор мощности трансформаторов ведется с учетом характера графиков нагрузки и допустимых по ГОСТ 14209-85 [1] систематических и аварийных перегрузок. Первые могут иметь место систематически при неравномерном суточном графике нагрузки трансформатора, вторые – при аварийной ситуации, когда требуется сохранить электроснабжение потребителей, несмотря на перегрузку трансформатора.
Определяется наибольшая нагрузка подстанции SНГmax:
| (2.1) |
|
Намечается номинальная мощность трансформатора Sном:
| (2.2) |
|
Предварительно принимается трансформатор Х обозначение Х мощностью Sном = ХХХ МВА и системой охлаждения типа ХХ.
Таблица 2.1 - Паспортные данные трансформатора Х обозначение Х
| Тип | Sном, МВ×А | Uномвн, кВ | Uномнн, кВ | ΔPxx, кВт | ΔPкз, кВт | Uk, % | Ixx, % |
2.1 Анализ нагрузки трансформаторов в зимний период
Анализируем нормальный режим работы в зимний период:
| (2.3) |
 МВА
|
Таким образом, в нормальном режиме работы трансформаторы обеспечивают полное электроснабжение потребителей в зимний период без перегрузки.
Рассмотрим ремонтный режим в зимний период. В данном режиме будет произведено отключение одного из трансформаторов. Оставшийся в работе трансформатор будет испытывать систематическую перегрузку, так как Sнг > Sном.
Проверим допустимость такой перегрузки. Для этого преобразуем непрерывный суточный график нагрузки для зимнего периода в эквивалентный ступенчатый график (рисунок 2.1)
Рисунок 2.1 – Эквивалентный ступенчатый график нагрузки для зимнего периода
На графике выделяем интервалы времени Δt и определяем среднюю мощность на интервале с меньшей нагрузкой, данные заносим в таблицу 2.2.
Таблица 2.2 – Средняя мощность для интервала с меньшей нагрузкой
| Номер интервала | Средняя нагрузка Sp, МВА | Продолжительность Δtm, ч |
| …. |
Рассчитываем начальную нагрузку К1 эквивалентного графика при систематической перегрузке:
| (2.4) |
|
На графике выделяем интервалы времени 
и определяем среднюю мощность на участке с перегрузкой, данные заносим в таблицу 2.3.
Таблица 2.3 – Средняя мощность на участке с перегрузкой
| Номер интервала | Средняя нагрузка Sp, МВА | Продолжительность 
|
| … |
Рассчитываем предварительное превышение нагрузки 
эквивалентного графика:
| (2.5) |
|
Определяем Кmax исходного графика нагрузки для зимнего периода
| (2.6) |
|
Сравнивается 
с 
исходного графика нагрузки. Если 
, то 
. Если 
, то 
принимается равным 
, а продолжительность перегрузки пересчитывается.
| (2.7) |
|
Так как условие выполняется следует, что 
Проверим трансформатор на систематическую перегрузку. Для этого при температуре в зимний период ХХ °С, системе охлаждения трансформатора типа ХХ, предварительной нагрузке К1 и продолжительности перегрузки h = ХХ ч по ГОСТ 14209-85 выбираем допустимый коэффициент систематической перегрузки К2СМдоп = ХХ.
| (2.8) |
|
Из этого следует, что работа данного трансформатора при систематической перегрузке недопустима. Поэтому вводится ограничение на проведение планового ремонта трансформатора в зимнее время. Или не вводится, если систематическая перегрузка допустима – в таком случае проверка по авариной перегрузке уже не требуется.
Проверим трансформатор на аварийную перегрузку. Для этого при температуре в зимний период ХХ °С, системе охлаждения трансформатора типа ХХ, предварительной нагрузке К1 и продолжительностью перегрузки h = ХХ ч по ГОСТ 14209-85 выбираем допустимый коэффициент аварийной перегрузки К2АВдоп = ХХ.
| (2.9) |
|
Из этого следует, что работа данного трансформатора при аварийной перегрузке допустима.
2.2 Анализ нагрузки трансформаторов в летний период
Аналогичный расчет выполняется для летнего периода с меньшей нагрузкой трансформатора. Если мощность одного трансформатора превышает максимальную нагрузку в летний период, то