3.2 Выбор типов и мощности трансформаторов

Задача выбора трансформаторов на подстанции делится на две части. Вначале выбирается число трансформаторов на подстанции. При решении её исходят из требования надёжности электроснабжения потребителей, питаемых через данные трансформаторы.

Далее определяется мощность каждого из трансформаторов. При этом для однотрансформаторной подстанции мощность трансформатора S_т должна быть не меньше мощности потребителей S_н, питающихся от него_. S_Т S_н, а коэффициент загрузки трансформатора должен быть порядка 0.9 (k_З =S_н/S_Т). Мощность трансформаторов на двухтрансформаторной подстанции должна обеспечить нагрузку потребителей в случае аварии одного из них. Поэтому мощность каждого трансформатора выбирается с учётом её перегрузочной способностью по условию

S_Т S_н/1.4 (3.2.1)

В результате коэффициент загрузки трансформаторов в нормальном режиме составляет 0,65 – 0,75 (k_З =S_н/2Sн._Т).

При выборе трансформаторов необходимо помнить, что на подстанциях, связывающих питающие и распределительные сети должны устанавливаться трансформаторы с РПН.

Выбор количества трансформаторов на подстанциях радиальной схемы:

Подстанция 1 – I, II, III категория – т.к. через трансформаторы, установленные на подстанции осуществляется энергоснабжение узлов 2,5,6 первой и второй категории.

Подстанция 2 – I, II, категория – два трансформатора.

Подстанция 3 – III категория – один трансформатор.

Подстанция 4 – III категория – один трансформатор.

Подстанция 5 – II категория – два трансформатора.

Подстанция 6 – III категория – один трансформатор.

Нагрузки узлов с учетом скомпенсированной реактивной мощности:

S₁ = P₁ + j(P₁tg₁ – Q_k1) = 31 + j(310,456 –4) =31 + j10,124 МВА;

S₂ = 11 + j(110,646 –3,6) =11 + j3,505 МВА;

S₃ = 22 + j(220,75 –10,8) = 22 + j5,7 МВА;

S₄ = 16 + j(160,646 –5) = 16 + j5,335 МВА;

S₅ = 0,648 + j(0,6480,646 –0,2) = 0,648 + j0,219МВА;

S₆ = 0,687 + j(0,6870,698 –0,25) = 0,687 + j0,23 МВА.

На подстанции 1 трансформаторы связывают сети с напряжениями 110 35 и 10 кВ. Мощность нагрузки, проходящая через трансформаторы подстанции1

S _н1 = S₁ + S₂ + S₅ + S₆ = =31+j10,124+11+j3,505+0,648+j0,219+0,687+j0,23=43,335+j14,078МВА;

Расчётную мощность каждого трансформатора определяем по формуле (3.2.1)

S_Т1 = МВА;

Выбираем ближайшие удовлетворяющие условию (3.2.1)трансформаторы ТДТН-40000/110 [1, табл.6.10 ]

Коэффициент загрузки трансформаторов в нормальном режиме

k_з = .

Коэффициент загрузки трансформаторов в послеаварийном режиме:

k_з = = 1,14.

Расчётная мощность трансформаторов на подстанции 2:

S_н2= S₂ + S₅ + S₆ =11 + j3,505 +0,648+j0,219+0,687+0,23=12,335+j3,954 МВА;

S_T2 = МВА;

Выбираем трансформаторы ТМН-10000/35 [1, табл. 6.8].

Коэффициент загрузки трансформаторов в нормальном режиме:

k_з = = 0,65.

Коэффициент загрузки трансформаторов в послеаварийном режиме:

k_з = = 1,295.

Расчётная мощность трансформатора на подстанции 3 должна быть не меньше мощности нагрузки:

S_Т3 ≥S _н3

S _н3 =22,726 МВА;

Выбираем трансформатор ТРДН-25000/110 [1, табл. 6.9].

Коэффициент загрузки трансформатора в нормальном режиме

k_з = .

Расчётная мощность трансформатора на подстанции 4 должна быть не меньше мощности нагрузки:

S_Т4 ≥S _н4

S _н4 =16,866 МВА;

Выбираем трансформатор ТРДН-25000/110 [1, табл. 6.9]

Коэффициент загрузки трансформатора в нормальном режиме

k_з = .

Расчётную мощность каждого трансформаторов на подстанции 5 определяем по формуле (3.2.1)

S_Т = МВА;

Выбираем трансформаторы ТМ-630/10 [3 табл. П.2.1].

Коэффициент загрузки трансформаторов в нормальном режиме

k_з = .

Коэффициент загрузки трансформаторов в послеаварийном режиме:

k_з = = 1,09.

Расчётная мощность трансформатора на подстанции 6 должна быть не меньше мощности нагрузки:

S_Т6 ≥S _н6

S _н6 =0,724 МВА;

Выбираем трансформатор ТМ-1000/10 [3, табл. П.2.1].

Коэффициент загрузки трансформаторов в нормальном режиме

k_з = . Результаты выбора трансформаторов сведём в табл. 3.2.1

Таблица 3.2.1

№ Пс/т	Sн подстанции, МВА	Категория потребителей	Число трансфоро-маторов	Sт расчётная, МВА	Марка трансформаторов	kз
1	45,564	I,II, III	2	32,55	ТДТН-40000/110	0,6/1,14
2	12,953	I,II	2	9,252	ТМН-10000/35	0,65/1,295
3	22,726	III	1	22,726	ТРДН-25000/110	0,91/-
4	16,866	III	1	16,866	ТРДН-25000/110	0,674/-
5	0,684	II	2	0,489	ТМ – 630/10	0,543/1,09
6	0,724	III	1	0,724	ТМ – 1000/10	0,724/-

Выбор количества трансформаторов на подстанциях смешанной схемы:

Подстанция 1 – III категория – один трансформатор.

Подстанция 2 – I, II, категория – два трансформатора.

Подстанция 3 – III категория – один трансформатор.

Подстанция 4 – III категория – один трансформатор.

Подстанция 5 – II категория – два трансформатора.

Подстанция 6 – III категория – один трансформатор.

Расчётная мощность трансформатора на подстанции 1 должна быть не меньше мощности нагрузки:

S_Т1 ≥S _н1

S _н3 = 31 + j10,124=32,611МВА;

Выбираем трансформатор ТРДН-40000/110 [1, табл. 6.9].

Коэффициент загрузки трансформатора в нормальном режиме

k_з = .

Расчётная мощность трансформаторов на подстанции 2:

S_н2= S₂ + S₅ + S₆ =11 + j3,505 +0,648+j0,219+0,687+0,23=12,335+j3,954 МВА;

S_T2 = МВА;

Выбираем трансформаторы ТДН-10000/110 [1, табл. 6.9].

Коэффициент загрузки трансформаторов в нормальном режиме:

k_з = = 0,65.

Коэффициент загрузки трансформаторов в послеаварийном режиме:

k_з = = 1,295

Расчётная мощность трансформатора на подстанции 3 должна быть не меньше мощности нагрузки:

S_Т3 ≥S _н3

S _н3 =22,726 МВА;

Выбираем трансформатор ТРДН-25000/110 [1, табл. 6.9].

Коэффициент загрузки трансформатора в нормальном режиме

k_з = .

Расчётная мощность трансформатора на подстанции 4 должна быть не меньше мощности нагрузки:

S_Т4 ≥S _н4

S _н4 =16,866 МВА;

Выбираем трансформатор ТРДН-25000/110 [1, табл. 6.9]

Коэффициент загрузки трансформатора в нормальном режиме

k_з = .

Расчётную мощность каждого трансформаторов на подстанции 5 определяем по формуле (3.2.1)

S_Т = МВА;

Выбираем трансформаторы ТМ-630/10 [3 табл. П.2.1].

Коэффициент загрузки трансформаторов в нормальном режиме

k_з = .

Коэффициент загрузки трансформаторов в послеаварийном режиме:

k_з = = 1,09.

Расчётная мощность трансформатора на подстанции 6 должна быть не меньше мощности нагрузки:

S_Т6 ≥S _н6

S _н6 =0,724 МВА;

Выбираем трансформатор ТМ-1000/10 [3, табл. П.2.1].

Коэффициент загрузки трансформаторов в нормальном режиме

k_з = .

Результаты выбора трансформаторов сведём в табл. 3.2.2

Таблица 3.2.2

№ Пс/т	Sн подстанции, МВА	Категория потребителей	Число трансфоро-маторов	Sт расчётная, МВА	Марка трансформаторов	kз
1	32,611	III	1	32,611	ТРДН-40000/110	0,815/-
2	12,953	I,II	2	9,252	ТДН-10000/110	0,65/1,295
3	22,726	III	1	22,726	ТРДН-25000/110	0,91/-
4	16,866	III	1	16,866	ТРДН-25000/110	0,674/-
5	0,684	II	2	0,489	ТМ – 630/10	0,543/1,09
6	0,724	III	1	0,724	ТМ – 1000/10	0,724/-