7. 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 S_Э.Н и S_Э.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

Р_{тп 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 S_тр-ра =2x400 кВ·А

Производим окончательную проверку выбранной номинальной мощности трансформатора в нормальном режиме работы при равномерной нагрузке:

(27)

где S_p – расчетная нагрузка трансформатора, кВА;

S_н.т – номинальная мощность трансформатора, кВА;

K_С.Т = 1,37 – коэффициент допустимой систематической перегрузки трансформаторов, /10/ таблица 18.

1,

Рассчитываем коэффициент аварийности и перегрузки для одного трансформатора:

где S_откл – 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.

К_АВ –коэффициент допустимой аварийной перегрузки /10/, таблица 17.

Вывод: к_ав = 1,97 больше 1,53, поэтому данный трансформатор не подходит и его нужно заменить на S_н.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	10	/YHсу	7,6/1,31	5,5	3,1	13,6	14		42

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
	25	40	63	100	160	250	400	630
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	62 100	зимний -10	1,65 1,59	1,75 1,73
1.2	100 160	зимний -10	1,68 1,65	1,80 1,78
1.3	63 100	зимний -10	1,70 1,68	1,84 1,83
1.4	63 100	зимний -10	1,58 1,77	1,73 1,65
1.5	63 100	зимний -10	1,61 1,53	1,73 1,67
1.6	100 160	зимний -10	1,50 1,45	1,62 1,64
1.7	160 250	зимний -10	1,43 1,37	1,60 1,53
1.8	160 250	зимний -10	1,52 1,44	1,70 1,66
1.9	160 250	зимний -10	1,46 1,44	1,55 1,54
1.10	160 250	летний +20	1,38 1,33	1,40 1,36