14. Определение экономически целесообразного режима работы трансформаторов

При проектировании и эксплуатации следует предусматривать экономически целесообразный режим работы трансформаторов. Т.е. при наличии на подстанции несколь­ких трансформаторов, работающих на общие шины, число включенных транс­форматоров определяется условием, обес­печивающим минимум потерь мощности в этих трансформаторах, но в то же время находящимися в зоне допустимой перегрузки при работе их по заданному графику нагрузки. При этом должны учитываться не только потери ак­тивной мощности в самих трансформато­рах, но и потери активной мощности, ко­торые возникают в системе электроснаб­жения по всей цепи питания рассматривае­мых трансформаторов из-за потребления трансформаторами реактивной мощности. Эти потери называются приведенными в отличие от потерь в са­мих трансформаторах, определяемых по выражению

∆Pt = ∆Pх.х. + к2з∆Pк.з.

и подсчитываются согласно выражению

∆P’t = ∆P’х.х. + к2з∆P’к.з., где

∆P’t = ∆Pх.х. + Ки.п.∆Q’x.x. — приведен­ные потери холостого хода трансформато­ра, учитывающие потери активной мощно­сти как в самом трансформаторе, так и со­здаваемые им в элементах всей системы электроснабжения в зависимости от реактивной мощности, потребляемой трансфор­матором; ∆P’кз = ∆Pкз. + Ки.п.∆Qкз— при­веденные потери короткого замыкания; ΔРх.х — потери мощности холостого хода (в расчете их приближенно полагают рав­ными потерям в стали трансформаторов); ΔРк.з — потери мощности короткого замы­кания (приближенно потери в меди обмо­ток трансформатора);

кип — коэффициент изменения потерь

кз = Sнг/Sнт- коэффициент загрузки;

SНГ — фактическая или расчетная нагрузка трансформатора; SНТ — номинальная мощность трансформатора

∆Qх.х = Sнт*Iхх/100— реактивная мощность холостого хода трансформатора;

∆Qкз = Sнт*uк/100— реактивная мощность, потребляемая трансформатором при номинальной паспортной нагрузке;

Iхх — ток холостого хода трансфор-матора, %; Uк — напряжение короткого замыкания транс-форматора, % для п трансфор­маторов одинаковой мощности получаем применительно к кривым потерь:

Sнг = Sнт√(n(n-1) ∆P’хх/∆P’кз).

Выражением пользуются:

1) для установления экономически це­лесообразного режима работы двух парал­лельно работающих трансформаторов;

2) для решения вопроса об экономи­ческой целесообразности присоединения к группе трансформаторов дополнительно еще одного трансформатора.

Заметим, что задачу о целесообразно­сти добавления к группе работающих трансформаторов еще одного трансформа­тора удобнее решать путем вычисления разности приведенных потерь ΔРР после присоединения дополнительного трансфор­матора Необходимо указать, что ΔРР может принимать либо положительные, либо от­рицательные значения. Во втором случае присоединение дополнительного трансфор­матора будет целесообразным.

15. Выбор числа трансформаторных подстанций на предприятии. Применение напряжения 20 кВ.

-- 20кВ: Применение напряжения 20 кВ в городских распределительных сетях рекомендуется рассматривать при реконструкции или расширении действующих сетей этого класса напряжения. Целесообразность применения сетей этих классов напряжения должна быть технико-экономически обоснована. Напряжение 20 кВ следует применять для питания: предприятий средней мощности, удаленных от источников питания и не имеющих своих электростанций; электроприемников, удаленных от подстанций крупных предприятий (карьеров, рудников и т. п.); небольших предприятий, населенных пунктов, железнодорожных узлов и т, п., подключаемых к ТЭЦ ближайшего предприятия. Целесообразность применения напряжения 20 кВ должна обосновываться технико-экономическими сравнениями с напряжениями 35 и 10 кВ с учетом перспективного развития предприятия. Применение класса напряжения 20 кВ в распределительных сетях позволяет не только увеличить передаваемую мощность и значительно снизить потери электроэнергии, но и существенно сократить число трансформаций за счёт укрупнения трансформаторных подстанций. Сегодня технология передачи энергии по электрическим сетям класса напряжения 20 кВ широко применяется во всех развитых странах.

Напряжение 20 кВ рационально применять для осуществления глубокого ввода на промышленных предприятиях средней мощности. Напряжение 20 кВ позволяет сооружать линии с простыми, дешёвыми свечеобразными опорами (подобно опорам линий 6 и 10 кВ) небольших габаритов, что важно в условиях промышленного предприятия, территория которого, как правило, заполнена различными сооружениями и коммуникациями. По многим параметрам в большинстве случаев рациональнее использовать напряжение в 20 кВ вместо 6 – 10 кВ. При этом в пользу данного напряжения могут учитываться следующие условия:

Трансформаторы напряжением 220/110/35 кВ, можно за несколько часов переключить со звезды на треугольник и получить трансформаторы напряжением 220-110/20 кВ. Затруднений по выпуску кабелей 20 кВ нет. При производстве комплектных распределительных устройств разъединители не требуются. Для других случаев стоимость на напряжение 20 кВ и процесс его производства совершенно не измениться по сравнению с разъединителями на напряжение 10 кВ, так как высота изолятора изменяется мало, а масса фарфора возрастает всего на 2 %. Применение выключателей на напряжение 20 кВ приведёт к резкому уменьшению количества выключателей в СЭС. При этом они будут обеспечивать значительно большую пропускную способность. Схемы электроснабжения станут проще и надёжнее. Затраты цветного металла уменьшаться. Реакторов на напряжение 20 кВ может и не потребоваться, если исследовать установку двух последовательно включенных реакторов напряжением 6-10 кВ, выпускаемых нашей промышленностью. Удорожание предохранителей составляет не более 1 %.

-- Число трансформаторных подстанций.

Выбор типа, мощности и других параметров подстанций, а также их расположение должны обусловливаться значением и характером электрических нагрузок и размещением их на генеральном плане предприятия. При этом должны учитываться также архитектурно-строительные и эксплуатационные требования, расположение технологического оборудования, условия окружающей среды, требования взрывопожарной и экологической безопасности. Схемы электрических соединений подстанций и распределительных устройств должны выбираться исходя из общей схемы электроснабжения предприятия и удовлетворять следующим требованиям:

- обеспечивать надежность электроснабжения потребителей и переток мощности по магистральным связям в нормальном и в послеаварийном режимах;

- учитывать перспективу развития;

- допускать возможность поэтапного расширения;

- учитывать широкое применение элементов автоматизации и требования противоаварийной автоматики;

- обеспечивать возможность проведения ремонтных и эксплуатационных работ на отдельных элементах схемы без отключения соседних присоединений.

Месторасположения подстанций, выделение зон для рационального размещения линий электропередачи, токопроводов, кабельных сооружений следует определять совместно с генеральной проектной организацией на разных стадиях проектирования цехов и генерального плана. Следует учитывать, что реализация систем глубокого ввода, как правило, невозможна без предварительной совместной проработки генплана предприятия.

При проектировании системы электроснабжения промышленного предприятия следует учитывать потребность в электроэнергии сторонних близлежащих потребителей во избежание нерациональных затрат на их локальное электроснабжение.

Комплекс основных вопросов при проектировании систем электроснабжения пром. предприятий наряду с выбором общей схемы питания и определением целесообразной мощности силовых тр-ров вкл-ет в себя выбор рациональных U для схемы, поскольку последним опр-ся параметры линий электропередачи и выбираемого электрооборудования подстанций и сетей, а => , расход цвет. МЕ, потери ЭЭ и эксплуатационные расходы.

Минимальные сечения алюминиевого провода 16-25 мм2, выбранные по условиям механической прочности и экономической целесообразности, будут близки к наименьшим сечениям по допустимой плотности тока, в результате чего происходит экономия материалов.