Transformatorstationer i strømforsyningssystemer

Anvendelsesområder for en- og to-transformatorstationer

Som regel anvendes en- og to-transformatorstrømforsyningssystemer... Anvendelsen af ​​tre transformerstationer medfører ekstra kapitalomkostninger og øger de årlige driftsomkostninger. Tre transformerstationer bruges sjældent som en tvungen løsning under ombygning, udvidelse af en transformerstation, med et separat strømforsyningssystem til elektriske og belysningsbelastninger, ved levering af skarpt vekslende belastninger.

Transformatorstationer med en transformer 6-10 / 0,4 kV bruges til at levere belastninger, der tillader afbrydelse af strømforsyningen i en periode på højst 1 dag, hvilket er nødvendigt for reparation eller udskiftning af et beskadiget element (forsyning af energiforbrugere af kategori III), såvel som til strømforsyning af energiforbrugere i kategori II, med forbehold for reduktion af strømforsyningen med jumpere af sekundærspændingen eller i nærværelse af en lagerreserve af transformere.

Transformatorstationer med en transformer er også nyttige i den forstand, at hvis driften af ​​virksomheden er ledsaget af perioder med lav belastning, er det muligt på grund af tilstedeværelsen af ​​jumpere mellem transformatorstationer at slukke for en del af den sekundære spændingstransformator og derved skabe en økonomisk hensigtsmæssig driftsform for transformere.

Den økonomiske driftsform for transformere forstås som en tilstand, der sikrer minimale effekttab i transformere. I dette tilfælde er problemet med at vælge det optimale antal arbejdstransformatorer løst.

Sådanne transformerstationer kan være økonomiske med hensyn til den maksimale konvergens af spændingen på 6-10 kV til energiforbrugere, hvilket reducerer længden af ​​netværk til 1 kV på grund af decentraliseringen af ​​transformationen af ​​elektrisk energi. I dette tilfælde er problemet løst til fordel for at bruge to enkelttransformatorer versus en to-transformatorstation.

Transformatorstationer med to transformere anvendes med en overvægt af elektriske forbrugere i kategori I og II. I dette tilfælde vælges transformatorernes effekt, så når en af ​​dem forlader arbejdet, vil den anden transformer med en tilladt overbelastning tage belastningen af ​​alle forbrugere (i denne situation er det muligt midlertidigt at slukke for elektriske forbrugere af kategori III). Sådanne understationer er også ønskelige, uanset kategorien af ​​brugere, i nærværelse af en ujævn daglig eller årlig belastningsplan.I disse tilfælde er det fordelagtigt at ændre transformatorernes tilsluttede effekt, for eksempel ved tilstedeværelse af sæsonbestemte belastninger opererer et eller to skift med en væsentlig forskellig skiftbelastning.

Strømforsyning en bygd, en bydel, et værksted, en gruppe af værksteder eller en hel virksomhed kan stilles til rådighed af en eller flere transformerstationer. Muligheden for at bygge en- eller to-transformatorstationer bestemmes som et resultat af en teknisk og økonomisk sammenligning af flere muligheder for strømforsyningssystemet... Kriteriet for valg af mulighed er minimum af reducerede omkostninger til opførelse af strømforsyningssystem. De sammenlignede muligheder skal sikre det nødvendige niveau af strømforsyningssikkerhed.

I industrielle virksomheders strømforsyningssystemer bruges følgende enhedskapaciteter af transformere oftest: 630, 1000, 1600 kV × A, i byernes elektriske netværk — 400, 630 kV × A. Design og driftspraksis har vist skal bruge den samme type transformere med samme effekt, da deres mangfoldighed skaber besvær med vedligeholdelse og forårsager yderligere reparationsomkostninger.

Effektvalg af transformere ved transformerstationer

Generelt er valget af krafttransformatorer foretaget på grundlag af følgende grundlæggende inputdata: den estimerede belastning af strømforsyningsanlægget, varigheden af ​​den maksimale belastning, stigningshastigheden af ​​belastningerne, omkostningerne til elektricitet, transformatorernes bæreevne og deres økonomiske belastning.

Hovedkriteriet for valg af enhedseffekt af transformereelektrisk understation er som ved udvælgelsen af ​​antal transformere et minimum af reducerede omkostninger opnået på baggrund af en teknisk og økonomisk sammenligning af mulighederne.

Tilnærmelsesvis kan valget af enhedseffekt for transformere udføres i henhold til specifik designbelastningstæthed (kV × A / m2) og fuld designbelastning af stedet (kV × A).

Med en specifik belastningstæthed på op til 0,2 kV × A / m2 og en samlet belastning på op til 3000 kV × A, anbefales det at bruge 400 transformere; 630; 1000 kVA med sekundærspænding 0,4 / 0,23 kV. Ved specifik tæthed og total belastning over de angivne værdier er transformere med en kapacitet på 1600 og 2500 kVA mere økonomiske.

Disse anbefalinger er dog ikke tilstrækkeligt underbyggede på grund af de hurtigt skiftende priser på elektrisk udstyr og især TP.

I designpraksis vælges transformatorerne til transformerstationer ofte i henhold til anlæggets designbelastning og de anbefalede koefficienter for transformatorernes økonomiske belastning Kze = СР / Сн.т., i overensstemmelse med dataene i tabellen.

Anbefalede belastningsfaktorer for transformere til værksted TP

Transformatorbelastningsfaktor Type af transformerstation og belastningens art 0,65 ... 0,7 To transformertransformatorstationer med en overvejende belastning af kategori I 0,7 ... 0,8 Enkelttransformatorstationer med en overvejende belastning af kategori II i nærvær af gensidig redundans i jumpere med andre transformerstationer ved sekundærspænding 0,9 … 0,95 transformerstationer med en belastning af kategori III eller med en overvejende belastning af kategori II med mulighed for at anvende en lagerreserve af transformere

Når du vælger kraften til transformere, er det vigtigt at overveje deres belastningskapacitet korrekt.

Under transformatorens belastningskapacitet forstås sættet af tilladte belastninger, systematiske og nødoverbelastninger ud fra beregningen af ​​det termiske slid af transformatorens isolering. Hvis du ikke tager højde for transformatorernes bæreevne, kan du uberettiget overvurdere deres nominelle effekt, når du vælger, hvilket er økonomisk upraktisk.

I de fleste transformerstationer varierer belastningen på transformatorerne og forbliver under den nominelle i lang tid. En betydelig del af transformatorerne vælges under hensyntagen til post-nødtilstanden, og derfor forbliver de normalt underbelastede i lang tid. Derudover er strømtransformatorer designet til at arbejde ved en tilladt omgivelsestemperatur på + 40 ° C. Faktisk arbejder de under normale forhold ved omgivende temperaturer op til 20 ... 30 ° C. Derfor er en strømtransformator på et bestemt tidspunkt kan overbelastes under hensyntagen til de ovenfor diskuterede omstændigheder uden at beskadige den etablerede levetid (20 ... 25 år).

Baseret på undersøgelser af forskellige driftsformer for transformere blev GOST 14209-85 udviklet, som regulerer tilladte systematiske belastninger og nødoverbelastninger af kraftolietransformatorer til generelle formål med en kapacitet på op til 100 mV × A inklusive typer af køling M, D , DC og C , under hensyntagen til mediets temperatur.

For at bestemme systematiske belastninger og nødoverbelastninger i overensstemmelse med GOST 14209-85 er det også nødvendigt at kende den indledende belastning forud for overbelastningen og varigheden af ​​overbelastningen. Disse data bestemmes ud fra den faktiske initiale belastningskurve (tilsyneladende effekt eller strøm) konverteret til termisk ækvivalent i en rektangulær to- eller flertrinskurve.

Grundet behovet for at have en reel original belastningskurve, kan en beregning af tilladte belastninger og overbelastninger i overensstemmelse med udføres for eksisterende transformerstationer for at kontrollere tilladeligheden af ​​den eksisterende belastningsplan, samt for at bestemme de mulige muligheder for daglige skemaer med maksimale værdier af belastningsfaktorerne i det foregående øjeblik af overbelastningstilstanden og i overbelastningstilstanden.

På transformerstations designstadier kan typiske belastningskurver bruges eller, i overensstemmelse med anbefalingerne, der også er foreslået i GOST 14209-85, vælge transformereffekt i henhold til nødoverbelastningsforhold.

Derefter, for understationer, hvor nødoverbelastning af transformere er mulig (to-transformator, en-transformator med backup-forbindelser på sekundærsiden), hvis den beregnede belastning af stedet Sp og koefficienten for tilladt nødoverbelastning Kz.av er kendt, transformerens mærkeeffekt bestemmes som

Professionshøjskolen = Sp / Kz.av

Det skal også bemærkes, at belastning af transformeren ud over dens nominelle effekt kun er tilladt, når transformatorens kølesystem er i god stand og fuldt indkoblet.

Hvad angår typiske grafer, er de i øjeblikket designet til et begrænset antal belastningsknuder.

Da valget af antallet og effekten af ​​transformatorer, især af forbrugertransformatorstationer 6-10 / 0,4-0,23 kV, ofte bestemmes hovedsageligt af en økonomisk faktor, er det vigtigt at tage højde for kompensation af reaktiv effekt i elektriske netværk af bruger.

Ved at kompensere den reaktive effekt i netværk op til 1 kV er det muligt at reducere antallet af 10 / 0,4 transformerstationer, deres nominelle effekt. Dette er især vigtigt for industrielle brugere, i netværk op til 1 kV, som skal kompensere betydelige værdier af reaktive belastninger. Den eksisterende metode til udformning af reaktiv effektkompensation i elektriske netværk af industrielle virksomheder og indebærer udvælgelse af kapaciteten af ​​kompenserende enheder med samtidig udvælgelse af antallet af transformere af transformerstationen og deres kapacitet.

Således, under hensyntagen til ovenstående, kompleksiteten af ​​direkte økonomiske beregninger, i lyset af de hurtigt skiftende indikatorer for transformerstations konstruktionsomkostninger og elomkostninger, i design af ny og rekonstruktion af eksisterende forbrugertransformatorstationer 6-10 / 0, 4 -0,23 kV, krafttransformatorens effektvalg kan udføres som følger:

— i industrielle netværk:

a) vælg transformatorernes enhedseffekt i overensstemmelse med anbefalingerne for den specifikke densitet af designbelastningen og den fulde designbelastning af anlægget;

b) antallet af transformerstationstransformere og deres mærkeeffekt skal vælges i overensstemmelse med designretningslinjer reaktiv effektkompensation i elektriske netværk af industrielle virksomheder;

c) valget af transformatorernes effekt skal udføres under hensyntagen til de anbefalede belastningsfaktorer og de tilladte nødoverbelastninger af transformatorerne;

d) i nærværelse af typiske belastningsplaner skal valget foretages i overensstemmelse med GOST 14209-85 under hensyntagen til kompensation af reaktiv effekt i netværk op til 1 kV;

— i byernes elnet:

a) med tilgængelige typiske belastningskurver for transformerstationen skal valget af transformatoreffekt foretages i overensstemmelse med GOST 14209-85;

b) at kende typen af ​​belastning af understationen, i mangel af dens typiske tidsplaner, er det tilrådeligt at træffe valget i overensstemmelse med de metodiske instruktioner.

Et eksempel. Valget af antallet og kapaciteten af ​​transformatorer til værkstedstransformatorstationer i henhold til følgende indledende data: Пр = 250 kW, Qp = 270 kvar; kategori af elektriske modtagere på værkstedet i henhold til graden af ​​pålidelighed af strømforsyningen - 3.

Svar. Værkstedets fulde designkapacitet.

Fra designkraft (377 kV × A) kan det krævede niveau af strømforsyningssikkerhed (kategori 3 af elforbrugere) tages som en enkelt-transport understation med en transformereffekt Snt = 400 kV × A.

Transformatorens belastningsfaktor vil være

som opfylder de relevante krav.