Выбор количества и мощности трансформаторов

 

Очень часто на ТП устанавливают два трансформатора или автотрансформатора и более. В этом случае при правильном выборе мощности обеспечивается надежное электроснабжение потребителей даже при аварийном отключении одного из трансформаторов.

Выбор номинальной мощности трансформаторов для ТП в зависимости от исходных данных может осуществляться по графикам нагрузок или по полной расчетной мощности

 ,

где  и – суммарная расчетная полная, суммарная расчетная активная и суммарная расчетная реактивная мощность, соответственно.

Однотрансформаторные подстанции могут сооружаться для питания неответственных потребителей III категории, если замена поврежденного трансформатора или ремонт его производителя не более одних суток. Мощность трансформатора для однотрансформаторной подстанции выбирается из условия:

S _Н.ТР ≥ S _{Σ Р}.

Выбор мощности однотрансформаторных сетевых понизительных подстанций (СПП) производится по средней нагрузке S _Н.ТР ≥ S _СР с проверкой перегрузочной способности трансформатора в часы максимальной нагрузки

S _СР ≤ К _П.ДОП. · S _Н.ТР,

где К _П.ДОП. – допустимый коэффициент перегрузки, который определяется по табл. 2.1.

Если на ТП устанавливается два трансформатора, то номинальная мощность каждого из них определяется по условию

S_{ТР.ТРЕБ}  ≥ 0,5 × S _{∑ Р} / К,

где К – коэффициент, принимаемый для трансформаторов, питающих потребителей  I категории равным 0,65 – 0,7, а для трансформаторов, питающих потребителей II категории – равным 0,7 – 0,8.

В аварийных условиях оставшийся в работе трансформатор должен быть способен выдерживать допустимую аварийную перегрузку с учетом возможного отключения потребителей III категории надежности:

1,4 S _Н.ТР. ≥ S _{∑ Р}.

Значения допустимых аварийных перегрузок трансформаторов различной мощности при различных температурах наружного воздуха приведены в ГОСТ 14209-85 «Руководство по нагрузке силовых масляных трансформаторов».

При установке более двух трансформаторов требуемая их мощномть определяется по формуле:

,

где S _∑Р – наибольшая нагрузка подстанции на расчетный период (5 лет);

  n – количество устанавливаемых трансформаторов.

Трансформаторы, выбранные по этим условиям, обеспечивают питание всех потребителей в нормальном режиме при оптимальной загрузке трансформаторов (0,6–0,8) S _ном, а в аварийном режиме оставшийся в работе один трансформатор обеспечивает питание потребителей с учетом допустимой аварийной или систематической перегрузок трансформаторов.

Пример. Выбрать число и мощность трансформаторов ТП, если известно, что расчетная нагрузка объекта, состоящего из потребителей II и III категорий надёжности, равна 1660 кВА. Расчетная мощность потребителей II категории составляет 75% от расчетной мощности объекта. Расчётная летняя температура наружного воздуха +20⁰С.

Решение. 1. Учитывая наличие потребителей II категории надежности, принимаем к установке на ТП два трансформатора. Требуемая мощность каждого из них равна

S _{ТР.ТРЕБ} ≈  =  = 1185 кВА.

Ряд номинальных мощностей трансформаторов следующий: 1,6; 2,5; 4; 6,3; 10; 16; 25; 40; 63; 100 и т. д. Выбираем из ряда номинальных мощностей силовой масдяный трансформатор типа ТМ с номинальной мощностью S _Н.ТР = 1000 кВА.

2. Определим начальную загрузку трансформаторов.

К _Н.З. =

3  Проверяем перегрузочную способность трансформаторов в аварийном режиме, для чего восполбзуемся таблицей 12 из ГОСТ 14209.

Из таблицы видно, что 1,66-кратную аварийную перегрузку трансформатор сможет выдержать не более 2-х часов. Но если отключить потребителей III категории, мощность которых равна 1660 × 0,25 = 415 кВА, то расчётная мощность оставшихся в работе потребителей II категории составит 1245 кВА. В этом случае аварийная перегрузка трансформатора составит только 1,25. Такую перегрузку трансформатор способен выдерживать в течение суток.

 

Таблица 12 Допустимые аварийные перегрузки при температуре

 ϴ_охл. = + 20 °С

h, ч	М и Д								ДЦ и Ц
	К 2 при значениях К 1 = 0,25 – 1,0								К 2 при значениях К 1 = 0,25 – 1,0
	0,25	0,4	0,5	0,6	0,7	0,8	0,9	1,0	0,25	0,4	0,5	0,6	0,7	0,8	0,9	1,0
0,5	2,0	2,0	2,0	2,0	2,0	2,0	2,0	2,0	1,7	1,7	1,7	1,7	1,7	1,6	1,6	1,5
1,0	2,0	2,0	2,0	2,0	2,0	2,0	1,8	1,8	1,6	1,6	1,6	1,6	1,6	1,5	1,5	1,5
2,0	1,8	1,8	1,8	1,8	1,7	1,7	1,7	1,6	1,5	1,5	1,5	1,5	1,5	1,4	1,4	1,4
4,0	1,5	1,5	1,5	1,5	1,5	1,4	1,4	1,4	1,4	1,4	1,4	1,4	1,4	1,4	1,4	1,4
6,0	1,4	1,4	1,4	1,4	1,4	1,4	1,4	1,3	1,4	1,4	1,4	1,4	1,4	1,4	1,4	1,4
8,0	1,3	1,3	1,3	1,3	1,3	1,3	1,3	1,3	1,4	1,4	1,4	1,4	1,4	1,4	1,4	1,4
12,0	1,3	1,3	1,3	1,3	1,3	1,3	1,3	1,3	1,4	1,4	1,4	1,4	1,4	1,4	1,4	1,4
24,0	1,3	1,3	1,3	1,3	1,3	1,3	1,3	1,3	1,4	1,4	1,4	1,4	1,4	1,4	1,4	1,4

 

Таким образом, количество и мощность трансформаторов для двухтрансформаторной подстанции определена правильно. Теперь по справочнику необходимо выбрать конкретный тип трансформатор с принятой мощностью, например, ТМ-1000/10 с U _КЗ% = 5,5, I _ХХ = 1,2, Δ Р _ХХ = 1,55 кВт, Δ Р _КЗ = 10,8 кВт.