3. Вибір трансформаторів та компенсуючих пристроїв

3.1.Вибір трансформаторів

Для вибору трансформаторів необхідно визначити найбільш економічну реактивну потужність навантаження підстанції.

(3.1)

де - максимальне значення активної потужності навантаження підстанції;

- економічне значення тангенса, що задається для енергосистеми в залежності від вищої напруги мережі. Для живильної напруги 35 кв=0,23; 110 кВ=0,28; 220 кВ=0,32.

Для мережі =110 кВ приймаємо

=0,28

Економічна споживана реактивна потужність підстанції визначається, МВАр:

=50*0,28=14

Силові трансформатори, встановлені на підстанціях, призначені для перетворення електроенергії з однієї напруги на іншу.

У завданні на курсове проектування задано дві напруги підстанції –_ кВ і____кВ, тому по кількості обмоток слід приймати двообмоткові трансформатори. Якщо потужність вибраного трансформатора___МВА і більш, то необхідно приймати трансформатори з розщепленими обмотками по нижчій стороні з метою обмеження струмів короткого замикання.

Оскільки в завданні присутні споживачі першої і другої категорії, то число трансформаторів знижувальної підстанції, що розраховується, згідно норм технологічного проектування, приймається рівним двом.

На підстанціях з двома трансформаторами робочі секції шин нижчої напруги рекомендується тримати в роботі роздільно. При такому режимі струм короткого замикання зменшується і поліпшуються умови роботи апаратів низької напруги [1].

У системах електропостачання промислових підприємств потужність силових трансформаторів повинна забезпечити в нормальних умовах живлення всіх приймачів. При виборі потужності трансформаторів добиваємося економічно доцільного режиму роботи і відповідного забезпечення резервування живлення приймачів при відключенні одного з трансформаторів. При цьому враховується, що на двотрансформаторній підстанції є післяаварійний режим роботи.

Потужність трансформатора на двотрансформаторній підстанції вибирається по заданій потужності підстанції.

Максимальне навантаження підстанції з урахуванням компенсаційних пристроїв МВА:

51,92 (3.2)

де – максимальна активна потужність;

- максимальна реактивна потужність підстанції, МВАр;

– економічна реактивна потужність навантаження підстанції, МВАр;

Номінальна потужність трансформатора на підстанції відповідно до [3] визначається, МВА:

=0,7*51,92=36,34 (3.3)

Розрахункова потужність трансформаторів, одержана по формулі 3.3, округляється до найближчої стандартної потужності по шкалі ГОСТ 11920-85, ГОСТ 12965-85.

По табл. А1 вибираються два трансформатори одного типу. Данні трансформатора приведені в табл.3.1. Вибраний трансформатор перевіряється на аварійне перевантаження по ГОСТ 14209-97.

(3.4)

де – коефіцієнт аварійного перевантаження при відключенні одного з трансформаторів під час аварії, визначається по [4].

Він залежить від коефіцієнта початкового навантаження (K₁), температури охолоджуючого середовища під час аварії (), тривалості перевантаження (h), а також від системи охолоджування трансформатора.

Коефіцієнт початкового навантаження K₁ визначається як:

=45,79/(2*36,34)=0,63 ,(3.5)

де – число трансформаторів,

– середньоквадратичне навантаження, розраховується по добовому графіку навантаження, МВА:

, (3.6)

де – тривалість графіка, годин;

Преображаємо математичну формулу 3.9 в розрахункову

=45,79

де – тривалість i-того ступеня добового графіка (1година, табл. 2.1.),

– повна потужність i-того ступеня графіка.

–множення з табл. 2.1.

Таблиця 3.1

Вибір трансформаторів

Трансформатор	ТРДН-40000/110
Номінальна потужність, Sнтр, МВА	40
Середня номінальна напруга, кВ	115/6,3;10,5
Напруга короткого замикання UК, %	10,5
Втрати короткого замикання PК, кВт	172
Втрати холостого ходу, Рх, кВт	36
Струм холостого ходу, I х, %	0,65
Розрахункова вартість, тис. грн.	545
Активний опір трансформатора, RT, Ом	1,42
Реактивний опір трансформатора, XT, Ом	34,7
Реактивна потужність трансформатора, що намагнічує, Qс, квар	260
Границі регулювання напруги ,%	+/-8
Величина перевантаження трансформатора в аварійному режимі, ΔS1, %	1,5

*Примітки. 1. Наявність букви ”Р” в найменуванні трансформатора – це трансформатор з розчепленням вторинної обмотки. 2. Активний R_T і реактивнийX_Tопори для трансформаторів з розчепленням вторинної обмотки приведені в табл. 2.7 при паралельному з’єднанні розщеплених половин вторинної обмотки

Коефіцієнт початкового навантаження:

=45,79/(2*36,34)=0,63 (3.7)

Розрахункова добова тривалість аварійного перевантаження приймається згідно з нормами технологічного проектування, при однозмінній роботі 4 год., при двозмінній 8 год., при тризмінній 12-24 год. Для двозмінної роботи приймаємо=8 год.

Задаємось середньою температурою охолоджуючого повітря для літнього та зимового періоду, приймається середня температура для літа Луганської області = 21,2⁰C, для зими Луганської області

=–5,9⁰C [4].

По табл. 1.36 [2], табл. А2 для =0,63і=8год, температури навколишнього середовища взимку Луганської області=-5,9⁰C і способу охолоджування трансформатора Д (найменування трансформатора табл.3.1) визначаємо допустиме аварійне навантаження взимку

=1,6

(3.7а)

Вибраний трансформатор перевіряється на аварійне перевантаження по ГОСТ 14209-97 для зимового навантаження підстанції .

40*1,6≥40

64≥40(3.8)

Вибраний трансформатор задовольняє аварійному перевантаженню взимку.

По табл. 1.36 [2], табл. А2 для =0,63і=8 год, температури навколишнього середовища для літа Луганської області= 21,2⁰C і способу охолоджування трансформатора Д (найменування трансформатора табл.3.1) визначаємо допустиме аварійне навантаження

=1,3

.

Вибраний трансформатор перевіряється на аварійне перевантаження по ГОСТ 14209-97 для літнього навантаження підстанції .

(3.9)

40*1,3≥40*70/100

52≥28

де – літнє навантаження підстанції у відсотках від зимового навантаження, береться з вихідних даних завдання до курсового проекту.

Вибраний трансформатор задовольняє аварійному перевантаженню влітку.

Якщо умови (3.8 та 3.9) не виконується, то необхідно передбачити відключення частини|частки|споживачів III категорії, або збільшити потужність трансформатора на один ступінь.