Тема 3. 4. Выбор числа и мощности трансформаторов на подстанции

Вопросы к уроку:

1.Основные положение при выборе трансформаторов для трансформаторных подстанций

2.Выбор числа и мощности трансформаторов на подстанции

 

Литература: 1.Конюхова Е.А. Электроснабжение объектов.-М.: Издательство «Мастерство», 2002г.

2. ПУЭ-7, 2007г

Тема 3.3.Выбор числа и мощности трансформаторов на подстанции

Лист с заданием 1

Закончите предложения:

 

1.Трансформатор-это…

2. Я знаю следующие трансформаторы…

3. На электрической схеме я знаю такие обозначения трансформаторов… (графические, буквенные)

4.У любого трансформатора не менее… обмоток.

5.Самый главный параметр трансформатора –это его…

6.По способу охлаждения я знаю… трансформаторы

7.Силовой трансформатор состоит из …

8. Схема соединения обмоток трехфазного трансформатора-это..

9.ТМГ-это…

10. ТМН-это

11. ТМДТ-это..

Тема 3.3.Выбор числа и мощности трансформаторов на подстанции

Учебный материал 1

Вопрос 1. Основные положение при выборе трансформаторов для трансформаторных подстанций

 

При выборе трансформаторов для трансформаторных подстанциях необходимо иметь в виду следующие условия.

1.На подстанциях, питающих потребители 1-ой и 2-ой категорий надежности должно быть установлено не менее двух параллельно работающих трансформаторов; ля потребителей 3-ей категории может быть установлен один трансформатор.

2.При использовании трехфазных масляных трансформаторов необходимо помнить, что масляные трансформаторы успешно работают в условиях как внутренней, так и наружной установки, причем температурные режимы окружающей среды могут колебаться от +40 С до -60 С. Такие трансформаторы предназначены для работы в условиях, отвечающих определенным требованиям. Так, окружающая среда должна содержать пыль и примеси только в допустимых концентрациях, не должна быть взрывоопасной или химически активной. Силовые масляные трансформаторы имеют ряд преимуществ в своей конструкции над сухими. Так, их обмотки защищены от внешних воздействий, а сам масляный трансформатор имеет сравнительно невысокое реактивное сопротивление. Эти свойства делают данные устройства максимально надежными, что дает возможность ослабить эксплуатационный надзор за ними. Силовые масляные трансформаторы абсолютно герметичны: в них исключен контакт масла с окружающей средой. В результате масло в них полностью застраховано от увлажнения или окисления. Силовые масляные трансформаторы эксплуатируются без каких-либо ремонтных работ, им не требуется профилактика или капитальный ремонт. Следует особо обратить внимание на тот факт, что частым случаем повреждений трансформаторов приходится на такую причину, как ослабление шинных соединений на выводных наружных контактах НН. Как в сухих, так и в масляных трансформаторах за этими соединениями следует следить особо тщательно. Однако при перегреве данных контактах в сухих трансформаторах, с одной стороны, и в масляных трансформаторах, с другой стороны, последствия будут кардинально разными. Если силовые масляные трансформаторы после перегрева контакта достаточно легко будет отремонтировать, так как перегрев приведет либо к разрушению изолятора, либо к разгерметизации уплотнения, то сухой трансформатор будет поврежден в гораздо большей степени.

Особо популярны силовые масляные трансформаторы ТМГ, по сравнению с трансформаторами с воздушной подушкой (например, ТМ), так как наличие воздушной подушки предполагает дополнительный уход за сорбентом воздухосушителя и выполнение других работ. В то время как герметичные ТМГ не требуют никакого профилактического осмотра и дополнительного ухода. Рекомендуется лишь пополнять уровень масла и соблюдать правила техники безопасности. Поскольку масло является горючим и взрывоопасным материалом, то трансформаторы без герметичного исполнения следует размещать в местах, которые полностью соответствуют противопожарным нормам. Силовые масляные трансформаторы (ТМГ и другие) полностью безопасны, поскольку масло не имеет контакта с окружающей средой. Существенным плюсом силовых масляных трансформаторов по сравнению с трансформаторами с воздушной изоляцией является невысокое реактивное сопротивление. Данные трансформаторы на долгие годы будут оставаться надежными помощниками в энергоснабжении вашего производства и не потребуют много внимания и ухода.

3.При использовании трехфазных сухих трансформаторов необходимо помнить: сухие трансформаторы возможно использовать в условиях умеренно-холодного климата, а также в помещениях, где климатические условия регулируются искусственно. Для нормального функционирования сухих силовых трансформаторов необходимо поддерживать температуру от +1 С +35 С. Также они требуют невзрывоопасной окружающей среды, которая должна содержать пыль и другие примеси не более допустимой нормы. Следует помнить, что сухие трансформаторы не рассчитаны на функционирование в неблагоприятных условиях, в частности, в условиях тряски, вибрации, ударов, а также в среде, которая является химически активной. Кроме того, использовать сухие трансформаторы возможно только на высоте до тысячи метров над уровнем моря. Следует помнить, что в том случае, если сухой трансформатор используется с нарушением допустимых условий, предписанных относительно его хранения, введения в эксплуатацию и самой эксплуатации, он подвержен дефектам. Современные сухие силовые трансформаторы надежны и просты в эксплуатации, они не предполагают дополнительных затрат на обслуживание. Сухие трансформаторы абсолютно безопасны в плане пожарной или экологической угрозы, поэтому их можно использовать там, где требуется соблюдать повышенную безопасность, например, в общественных местах, в метро, в жилых зданиях и т.п. Также сухие трансформаторы могут быть установлены там, где имеются повышенные требования к экологии и охране окружающей среды, например, в курортных зонах или на водозаборных станциях. А на промышленных предприятиях установка сухих трансформаторов избавит владельцев от дополнительных издержек на строительство подстанций и на распределительные шины и кабели низкого напряжения. Таким образом, как масляные, так и сухие трансформаторы позволяют значительно экономить средства.

Сухие силовые трансформаторы прекрасно справляются с кратковременным повышением нагрузки на электрическую цепь, например, при запуске мощного оборудования. Трансформаторы, работающие в условия термического класса F, способны выдерживать перегрузки без дополнительных расходов, и позволяют эксплуатировать их в течение более длительного времени.

Отсутствие масла в сухих трансформаторах также избавляет от необходимости лишнего ухода за ним. Не надо следить за его уровнем, доливать или очищать его.

В то же время в связи с тем, что обмотка в сухом силовом трансформаторе находится не в герметичной среде, возникает риск ее повреждения. Из-за различий параметров объемного расширения материалов проводника и изоляции при изменении температуры обмотки сухих трансформаторов подвержены микроскопическим разрушениям, которые приводят к постепенному медленному перегоранию изоляции и выгоранию обмотки, что впоследствии может привести к выходу трансформатора из строя. Допустимый диапазон мощности сухих трансформаторов до 16000 кВА

4.Все трансформаторы на подстанциях с номинальной мощностью трансформатора 4000 кВА и выше должны иметь устройство РПН, что позволяет обеспечивать встречное регулирование напряжения.

5.В общем случае выбор мощности трансформаторов производится на основании следующих основных исходных данных: расчетной нагрузки объекта электроснабжения, продолжительности максимума нагрузки, темпов роста нагрузок, стоимости электроэнергии, нагрузочной способности трансформаторов и их экономической загрузки.

В проектной практике трансформаторы трансформаторных подстанций часто выбирают по расчетной нагрузке объекта и рекомендуемым коэффициентам экономической загрузки трансформаторов.

Рекомендуемые коэффициенты загрузки трансформаторов ТП:

К_з= (0,65 - 0,7) для двухтрансформаторных ТП с нагрузкой I, II категории

К_з= (0,7 - 0,8) для однотрансформаторных ТП с преобладающей нагрузкой II категории при наличии взаимного резервирования по перемычкам с другими подстанциями на вторичном напряжении.

К_з= (0,9 - 0,95) трансформаторные подстанции с нагрузкой III категории или с преобладающей нагрузкой II категории при возможности использования складского резерва трансформаторов

6.Важное значение при выборе мощности трансформаторов является правильный учет их нагрузочной способности. Под нагрузочной способностью трансформатора понимается совокупность допустимых нагрузок, систематических и аварийных перегрузок из расчета теплового износа изоляции трансформатора. Если не учитывать нагрузочную способность трансформаторов, то можно необоснованно завысить при выборе их номинальную мощность, что экономически нецелесообразно.

На значительном большинстве подстанций нагрузка трансформаторов изменяется и в течение продолжительного времени остается ниже номинальной. Значительная часть трансформаторов выбирается с учетом послеаварийного режима, и поэтому нормально они остаются длительное время недогруженными. Кроме того, силовые трансформаторы рассчитываются на работу при допустимой температуре окружающей среды, равной +40 ºС. В действительности они работают в обычных условиях при температуре среды до 20 -30ºС. Следовательно, силовой трансформатор в определенное время может быть перегружен с учетом рассмотренных выше обстоятельств без всякого ущерба для установленного ему срока службы (20- 25 лет).

На основании исследований различных режимов работы трансформаторов разработан ГОСТ 14209-85, регламентирующий допустимые систематические нагрузки и аварийные перегрузки силовых масляных трансформаторов общего назначения мощностью до 100 мВ×А включительно с видами охлаждения М, Д, ДЦ и Ц с учетом температуры охлаждения cреды.

Допускается перегрузка в нормальном режиме трансформатора на 40% номинальной мощности

Допускается перегрузка в аварийном режиме трансформатора на (70-80)% номинальной мощности

Лист с заданием 2

Выберите правильный ответ:

Вопрос1. В какой окружающей среде могут работать масляные трансформаторы?

Ответ: 1.окружающая среда должна содержать пыль и примеси только в допустимых концентрациях

2.может быть взрывоопасной или химически активной.

3. при температуре окружающей среды от +1 С +35 С.

4. в условиях тряски, вибрации, ударов

5. пункты 1,4

Вопрос 2. Рекомендуемые коэффициенты загрузки трансформаторов ТП для трансформаторных подстанции с нагрузкой III категории или с преобладающей нагрузкой II категории при возможности использования складского резерва трансформаторов

Ответы: 1. К_з= (0,65 - 0,7) 2. К_з= (0,7 - 0,8) 3. К_з= (0,9 - 0,95) 4. К_з= (0,4-0,6)

 

Вопрос 3. На основании каких основных исходных данных производится расчет мощности трансформаторов?

Ответы: 1расчетной нагрузки объекта электроснабжения,

2.продолжительности максимума нагрузки,

3.темпов роста нагрузок,

4.стоимости электроэнергии,

5. все перечисленные выше

 

Вопрос 4. В какой окружающей среде могут работать сухие трансформаторы?

Ответ: 1.окружающая среда должна содержать пыль и примеси только в допустимых концентрациях

2.может быть взрывоопасной или химически активной.

3. при температуре окружающей среды от +1 С +35 С.

4. в условиях тряски, вибрации, ударов

5. пункты 1,3

Вопрос 5. Какова допустимая перегрузка номинальной мощности трансформатора в нормальном режиме?

Ответ: 1. на 40% 2. на 80 % 3. на 10% 4. на 50%

 

Вопрос 6. Рекомендуемые коэффициенты загрузки трансформаторов ТП для однотрансформаторных ТП с преобладающей нагрузкой II категории при наличии взаимного резервирования по перемычкам с другими подстанциями на вторичном напряжении.

Ответы: 1. К_з= (0,65 - 0,7) 2. К_з= (0,7 - 0,8) 3. К_з= (0,9 - 0,95) 4. К_з= (0,4-0,6)

 

Вопрос 7. Какова допустимая перегрузка номинальной мощности трансформатора в аварийном режиме?

Ответ: 1. на 40% 2. на 80 % 3. на 10% 4. на 50%

Вопрос 8. Назовите достоинства сухого трансформатора

Ответы: 1.Пожаробезопасны 2. Обеспечивают простоту в монтаже 3.Неограниченный срок службы 4. Все перечисленные выше 5. Дешевле по сравнению с трансформаторами другого вида

 

Вопрос 9. Назовите достоинства масляного трансформатора

Ответы: 1.Пожаробезопасны 2. Обеспечивают простоту в монтаже 3.неограниченный срок службы 4. Все перечисленные выше 5. Дешевле по сравнению с трансформаторами другого вида

Учебный материал 2