Выбор мощности трансформатора
На основе типовых графиков (п1.3 Основные характеристики графиков электрических нагрузок) и других сведений, разработаны таблицы, существенно облегчающие выбор ТП.
Условием для выбора служит выражение:
(25)
где SЭ.Н и SЭ.В -соответственно нижняя и верхняя границы интервалов нагрузки для трансформаторов принятой номинальной мощности, кВА.
Таблица экономических интервалов разработанная институтом «Сельэнергопроект» указывает экономические интервалы нагрузок без учета предельных технических (тепловых) характеристик трансформаторов.
Согласно результата расчета проводов линии напряжением 0,38/0,22 кВ таблица 8 пояснительной записки курсового проекта. Выбираем по данной таблице мощность, приходящую па первый участок линий от ТП. Расчет проводим в зависимости от числа отходящих линий. Можно данной таблице пользоваться как активной, так и полной мощностью.
Формулы для расчета мощности ТП:
Надбавки по мощности выбираем по таблицам 
- (/2/табл.15.7 стр 147)
ΔS – методичка старое издание Каганова.
Пример:
Выбор мощности трансформатора производим в зависимости от числа отходящих линий. Для выбора будем пользоваться активной мощностью.
Записываем самые большие активные мощности на каждой линии:
Линия - 1 Ртп-1 = 115 кВт cosφ=0,75
Линия - 2 Ртп-2 = 135 кВт cosφ=0,77
Линия - 3 Ртп-11 = 124 кВт cosφ=0,78
Линия - 4 Ртп-16 = 90 кВт cosφ=0,75
Линия - 5 Ртп-17 = 90 кВт cosφ=0,75
Линия - 6 Ртп-18 = 90 кВт cosφ=0,75
Линия - 7 Ртп-19 = 90 кВт cosφ=0,75
Линия - 8 Ртп-20 = 140 кВт cosφ=0,76
Ртп max-20 = 140 кВт – это максимальная мощность отходящей линии.
Для мощностей линии 1, 2 выбираем надбавку по активной мощности:
Ртп-1 = 115 кВт ΔР-1 = 81 кВт;
Ртп-2 = 135 кВт ΔР-2 = 97 кВт.
Ртп-11 = 124 кВт ΔР-2 = 87 кВт.
Ртп-16 = 90 кВт ΔР-2 = 62 кВт.
Ртп-17 = 90 кВт ΔР-2 = 62 кВт.
Ртп-18 = 90 кВт ΔР-2 = 62 кВт.
Ртп-19 = 90 кВт ΔР-2 = 62 кВт.
Рассчитываем расчётную полную мощность трансформатора:
Из таблицы экономических интервалов нагрузки трансформатора подстанций напряжением 6…10/0,4 кВ, выбираем стандартную мощность трансформатора по шифру наименования вида нагрузки 1.7, таблица 17 комплексы по производству свинины.
Мощность 850,4 разделена на 2, так как нет такой цифры в интервале и мы выбираем двухтрансформаторную подстанцию подходит Sтр-ра =2x400 кВ·А
Производим окончательную проверку выбранной номинальной мощности трансформатора в нормальном режиме работы при равномерной нагрузке:
(27)
где Sp – расчетная нагрузка трансформатора, кВА;
Sн.т – номинальная мощность трансформатора, кВА;
KС.Т = 1,37 – коэффициент допустимой систематической перегрузки трансформаторов, /10/ таблица 18.
1,
Рассчитываем коэффициент аварийности и перегрузки для одного трансформатора:
где Sоткл – нагрузка потребителей 2-ой и 3-ей категории надежности.
Р = 3 кВ – дом животновода; Р = 25 кВ – мельница вальцовая; Р = 15 кВ – склад концентрированных кормов и склад готовой продукции.
КАВ –коэффициент допустимой аварийной перегрузки /10/, таблица 17.
Вывод: кав = 1,97 больше 1,53, поэтому данный трансформатор не подходит и его нужно заменить на Sн.т. = 630 кВ*А.
В результате расчёта мы выбрали понижающий трансформатор напряжением 10/0,4 кВ. Параметры трансформатора занесены в таблицу 16.
Таблица 16 – Параметры понижающего трансформатора ТМГСУ - 630-160
| Мощность, кВ∙А | Верхний предел первичного напряжения, кВ | Схема соединения обмоток | Потери мощности, кВт ΔРм/ ΔРхх | напряжение к.з. Uк.з.% | Сопротивление прямой последовательности, мОм | Сопротивление при однофазном к.з. мОм | ||||
| RТ | ХТ | ZТ | ||||||||
| 2х630 | U/YHсу | 7,6/1,31 | 5,5 | 3,1 | 13,6 | |||||
Самый экономичный для четырех проводных сетей 0,38 кВ с однофазной или смешанной нагрузкой трансформатор со схемой соединения обмоток У/Ун и новым симметрирующим устройством (СУ) разработан, изготовлен и испытан на соответствие всем требованиям ГОСТ Минским электротехническим заводом им. В.И. Козлова.
В этих трансформаторах ликвидировано явление перегрева их потоками нулевой последовательности, при неравномерной нагрузке фаз и при суммарной мощности нагрузки равной или ниже номинальной.
Трансформатор с СУ улучшают работу защиты и повышают безопасность работы электрической сети. В них резко снижено разрушающее воздействие на обмотки токов при однофазных коротких замыканиях.
СУ значительно улучшает синусоидальность формы кривой изменения напряжения при наличии в сети нелинейных нагрузок (люминесцентных ламп, выпрямительных устройств, сварочных аппаратов и т.п.), что крайне важно при питании многих чувствительных приборов, например, ЭВМ, автоматики, телевизоров.
Сокращен «скачек» повышения напряжения на здоровых фазах при однофазных коротких замыканиях в сети 0,38 кВ.
СУ снимает повышенный шум у трансформаторов У/Ун при их неравномерной по фазам нагрузке, что важно при установке их на ТП, встроенные в жилые здания.
Вместе с тем, симметрирование системы фазных напряжений при неравномерной нагрузке фаз, обеспечивает токоприемники качественным напряжением, отвечающим требованиям ГОСТ 13109-97, что в свою очередь, значительно сокращает выход из строя и продлевает срок службы трехфазных АД, ламп освещения, схем автоматики, электрооборудования многих бытовых объектов и пр.
Трансформаторы со схемой соединения обмоток У/Ун с симметрирующим устройством имеют ту же нулевую группу, как и трансформаторы без него. Это позволяет использовать их в одних и тех же сетях: там где нагрузка в основном трехфазная симметричная - трансформаторы У/Ун, а где однофазная – трансформаторы У/Ун с СУ.
СУ сокращает потери электроэнергии в трансформаторах У/Ун и сети, поэтому повышение стоимости серийных трансформаторов с СУ окупается в среднем за 0,6 года.
Достоинства трансформаторов ТМГ следующие:
- трансформаторы изготовляются в герметичном исполнении с полным заполнением маслом, без расширителя и без воздушной или газовой подушки;
- контакт масла с окружающей средой полностью отсутствует, что исключает увлажнение, окисление и шламообразование масла;
- перед заливкой масло дегазируется, заливка его в бак производиться в специальной вакуумзаливочной камере (при глубоком вакууме), что на много увеличивает электрическую прочность изоляции трансформатора;
- масло в трансформаторах ТМГ (в отличии от трансформаторов ТМ и ТМЗ) практически не меняет своих свойств в течении всего срока службы трансформатора, что исключает необходимость проведения испытаний масла трансформатора ТМГ как при его хранении, так и при вводе в эксплуатацию и в процессе эксплуатации;
- не требуется проведение профилактических, текущих и капитальных ремонтов в течение всего срока эксплуатации трансформатора.
Таблица 17- Экономические интервалы нагрузки трансформаторов подстанций 6-10/0,4 кВ сельскохозяйственного назначения
| Шифр и наименование вида нагрузки | Номинальная мощность трансформатора, кВ∙А | |||||||
| 1.1. Производственные потребители | до 45 | 46-85 | 86-125 | 126-160 | 161-320 | 321-355 | 356-620 | 621-830 |
| 1.2. Коммунально-бытовые потребители | - до 45 | 46-75 | 76-120 | 121-150 | 151-315 | 316-345 | 346-630 | 631-840 |
| 1.3. Сельские жилые дома | до 45 | 46-80 | 81-115 | 116-145 | 146-310 | 311-350 | 351-620 | 621-820 |
| 1.4 .Смешанная нагрузка с преобладанием производственной | до 50 | 51-85 | 86-115 | 116-150 | 151-295 | 296-330 | 331-565 | 566-755 |
| 1.5. Смешанная с преобладанием коммунально-бытовой | до 45 | 46-75 | 76-105 | 106-130 | 131-280 | 281-315 | 316-545 | 546-740 |
| 1.6. Комплексы по производству молока | до 45 | 46-85 | 86-115 | 116-145 | 146-300 | 301-330 | 331-570 | 571-755 |
| 1.7. Комплексы по производству свинины | до 50 | 51-90 | 91-125 | 126-150 | 151-295 | 296-330 | 331-560 | 561-740 |
| 1.8. Комплексы по производству говядины | до 50 | 51-90 | 91-125 | 126-150 | 151-285 | 286-315 | 316-545 | 546-725 |
| 1.9. Нагрузка аккумуляционных электрокотельных | до 65 | 66-115 | 116-165 | 166-220 | 221-465 | 466-505 | 506-980 | 981-1215 |
| 1.10. Сезонные летне-осенние потребители | до 65 | 66-110 | 111-165 | 166-210 | 211-430 | 431-475 | 476-885 | 386-1085 |
Таблица 18- Коэффициенты допустимых систематических нагрузок и аварийных перегрузок трансформаторов подстанций 6-10/0,4 кВ
| Шифр вида нагрузки | Номинальная мощность трансформатора, кВ-А | Расчетный сезон и средне суточная температура, °С | Коэффициент допустимой систематической нагрузки, kС | Коэффициент допустимой аварийной перегрузки, кАВ |
| 1.1 | 62 | зимний -10 | 1,65 1,59 | 1,75 1,73 |
| 1.2 | 100 | зимний -10 | 1,68 1,65 | 1,80 1,78 |
| 1.3 | 63 | зимний -10 | 1,70 1,68 | 1,84 1,83 |
| 1.4 | 63 | зимний -10 | 1,58 1,77 | 1,73 1,65 |
| 1.5 | 63 | зимний -10 | 1,61 1,53 | 1,73 1,67 |
| 1.6 | 100 | зимний -10 | 1,50 1,45 | 1,62 1,64 |
| 1.7 | 160 | зимний -10 | 1,43 1,37 | 1,60 1,53 |
| 1.8 | 160 | зимний -10 | 1,52 1,44 | 1,70 1,66 |
| 1.9 | 160 | зимний -10 | 1,46 1,44 | 1,55 1,54 |
| 1.10 | 160 | летний +20 | 1,38 1,33 | 1,40 1,36 |