Val av antal och effekt på transformatorer

Det korrekta valet av antalet och kapaciteten hos transformatorer i transformatorstationer i industriföretag är en av de viktiga frågorna om strömförsörjning och konstruktion av rationella nätverk. Under normala förhållanden måste transformatorerna leverera ström till alla användare av företaget med deras märklast.

Antalet transformatorer i transformatorstationen bestäms av kravet på strömtillförlitlighet. I detta tillvägagångssätt är det bästa alternativet att installera två transformatorer, vilket ger oavbruten strömförsörjning. verkstadsanvändare av alla kategorier… Men om endast kategori II- och III-mottagare är installerade i tjänsten, då vanligtvis de mer ekonomiska transformatorstationerna.

Vid projektering av nät i en installation utförs installation av entransformatorstationer i det fall kortslutning av konsumenter sker genom lågspänningsnätet, samt när det är möjligt att byta ut en skadad transformator inom en viss tid.

Ris. 1 Verkstadsströmförsörjningssystem med en (a) och två (b) transformatorer

Tvåtransformatorstationer används med ett betydande antal användare av kategori II eller i närvaro av användare av kategori I. Dessutom rekommenderas tvåtransformatorstationer med ett ojämnt dagligt och årligt lastschema för ett företag, med ett säsongsbetonat driftsätt med en betydande skillnad i skiftbelastning. Sedan, när belastningen minskar, stängs en av transformatorerna av.

Problemet med att välja antalet transformatorer består i att välja mellan två alternativ (fig. 1 a och b) alternativet med de bästa tekniska och ekonomiska indikatorerna. Den optimala versionen av kraftschemat väljs baserat på en jämförelse av de minskade årliga kostnaderna för varje alternativ:

Γi = Ce, i + kn, eKi + Yi,

där Ce, i — driftkostnader för det i-te alternativet, kn, e — standardeffektivitetsfaktor, Ki — kapitalkostnader för det i-te alternativet, Ui — förluster för konsumenter på grund av avbrott i strömförsörjningen.

Det bör noteras att i fallet med fig. 1 (a), det finns ett fullständigt strömavbrott och här kan försörjningen av konsumenter genom en reservledning för spänning 0,4 kV inte beaktas, eftersom en sådan krets liknar en tvåtransformatorkrets, men med sämre prestanda pga. till en lång linje från 0,4 kV...

När man jämför alternativ spelar frågan om företagets framtida utveckling en viktig roll. Så, till exempel, om det för närvarande bara finns användare från den andra kategorin i butiken, är det vettigt att överväga alternativ. Men om det efter ett år är planerat att utrusta produktionen och första kategorikonsumenter dyker upp i butiken, är det naturligtvis nödvändigt att välja alternativet med två transformatorer.

I princip ger installationen av två transformatorer tillförlitlig strömförsörjning till konsumenterna. Detta innebär att om en transformator är skadad, säkerställer den andra, med hänsyn till dess överbelastningskapacitet, 100 % tillförlitlighet för strömförsörjningen under den tid som krävs för att reparera transformatorn.

Men det finns fall när kraften hos de befintliga två transformatorerna blir otillräcklig för att ge ström till alla mottagare, till exempel när du installerar mer kraftfull utrustning, ändrar driftsättet för elektriska mottagare, etc. Alternativ för att installera kraftfullare transformatorer i transformatorstationen eller installera en tredje transformator för att täcka den ökade effekten övervägs då.

Det andra alternativet verkar vara att föredra, eftersom transformatorstationens tillförlitlighet ökar, det finns inget behov av att sälja gamla transformatorer, och kapitalkostnaden för att installera en tredje transformator är som regel mycket mindre än när man utrustar hela transformatorstationen. .

Men det här alternativet är inte alltid möjligt, till exempel med tät utveckling av företagets territorium, kanske det helt enkelt inte finns tillräckligt med utrymme för en extra transformator. Å andra sidan finns det avsevärd kretskomplexitet som kanske inte är möjlig när transformatorerna arbetar parallellt. Därför övervägs alternativen från fall till fall.

Förutom tillförlitlighetskraven, när man väljer antalet transformatorer, bör man ta hänsyn till mottagarnas driftsätt. Till exempel, med en låg belastningskurva fyllningsfaktor, är det ekonomiskt möjligt att installera inte en utan två transformatorer.

På stora transformatorstationer, GPP, som regel väljs antalet transformatorer inte mer än två. Detta beror främst på det faktum att kostnaden för att byta utrustning på den högre spänningssidan av företaget är jämförbar med kostnaden för en transformator.

Val av transformatorer efter effekt

Det rekommenderas att välja effekten för GPP-transformatorer och verkstadstransformatorer (förutom i fall av kraftigt varierande lastschema), det rekommenderas att välja medelbelastningen för det mest trafikerade skiftet, följt av kontroll och justering enligt den specifika strömförbrukningen för en produktionsenhet erhållen som ett resultat av studier av företagens elektriska belastningar.

För kontinuerlig tillförsel av laster av den första och andra kategorin rekommenderas det att installera två transformatorer med en lastfaktor i normalt läge på 0,6 - 0,7 per GPP för industriföretag.

Det rekommenderas att ta följande belastningsfaktorer för transformatorer av kommersiella transformatorstationer: dubbeltransformator med övervägande belastning av den första kategorin — 0,65 — 0,7, enkeltransformator med övervägande belastning av den andra kategorin och redundans för de sekundära spänningsbyglarna — 0,7 — 0,8.

Antalet och kapaciteten på verkstadstransformatorer bör väljas utifrån tekniska och ekonomiska beräkningar. Samtidigt, i en första approximation, kan effekten hos transformatorer i nätverk med en spänning på 380 V tas baserat på följande specifika lastdensiteter: upp till 1000 kVA vid densiteter upp till 0,2 kV-A / m2, 1600 kVA vid densiteter av 0,2 — 0,3 kVA/m2, 1600 — 2500 kVA vid densiteter 0,3 kVA/m2 och mer.

Skala av standardeffekter för krafttransformatorer

I vårt land har en enda skala för transformatorkapacitet antagits. Att välja en rationell skala är en av huvuduppgifterna för att optimera industriella kraftsystem. Idag finns det två effektskalor: med ett steg på 1,35 och med ett steg på 1,6. Det vill säga, den första skalan inkluderar effekter: 100, 135, 180, 240, 320, 420, 560 kVA, etc., och den andra inkluderar 100, 160, 250, 400, 630, 1000 kVA, etc. Transformatorer av den första effektskala de produceras för närvarande inte och används på redan befintliga transformatorstationer, och den andra effektskalan används för konstruktion av nya transformatorstationer.

Det bör noteras att skalan med en koefficient på 1,35 är mer fördelaktig när det gäller transformatorbelastning. Till exempel, när två transformatorer arbetar med en belastningsfaktor på 0,7, när en av dem är avstängd, är den andra överbelastad med 30 %. Detta driftsätt uppfyller kraven för transformatorns driftsförhållanden. På så sätt kan dess kraft utnyttjas fullt ut.

Vid en tillåten överbelastning på 40% uppstår underutnyttjande av den installerade kraften hos transformatorer med en skala på 1,6.

Antag att två transformatorer i transformatorstationen fungerar separat och belastningen på var och en är 80 kVA, när en av dem är frånkopplad måste den andra ge en belastning på 160 kVA. Alternativet att installera två transformatorer på 100 kVA kan inte accepteras , som i detta fall blir överbelastningen 60 % när en transformator är ur drift. Vid installation av 160 kVA transformatorer resulterar detta i att deras belastning i normalläge endast är 50 %.

När du använder en skala med ett steg på 1,35 kan du installera transformatorer med en kapacitet på 135 kVA, då kommer deras belastning i normalt läge att vara 70% och i nödöverbelastning kommer den inte att vara mer än 40%.

Baserat på detta exempel kan du se att en skala med steget 1,35 är mer rationell. Och cirka 20% av kraften hos de producerade transformatorerna används inte. En möjlig lösning på detta problem är installationen av två transformatorer vid en transformatorstation med olika effekt. Denna lösning kan dock inte anses tekniskt rationell, eftersom när en transformator med högre effekt tas ur drift kommer den återstående transformatorn inte att täcka hela verkstadens belastning.

En naturlig fråga uppstår: vad är anledningen till att flytta till en ny uppsättning kapaciteter? Svaret ligger uppenbarligen i att minska mängden kapaciteter för att förena utrustning: inte bara transformatorer utan också i närheten av den (växlar, lastbrytare, frånskiljare etc.).

Baserat på allt som har sagts utförs valet av antalet och effekten av transformatorer för att driva fabrikstransformatorstationer enligt följande:

1) antalet transformatorer i transformatorstationen bestäms baserat på strömförsörjningens tillförlitlighet, med hänsyn till kategorin mottagare;

2) de närmaste alternativen för att driva de valda transformatorerna (högst tre) väljs, med hänsyn till deras tillåtna belastning i normalt läge och tillåten överbelastning i nödläge;

3) en ekonomiskt genomförbar lösning bestäms av de skisserade alternativen, acceptabel för specifika förhållanden;

4) möjligheten till utbyggnad eller utveckling av transformatorstationen beaktas och frågan om eventuell installation av kraftfullare transformatorer på samma grunder övervägs eller möjligheten att bygga ut transformatorstationen genom att öka antalet transformatorer förutses.