24.Цеховые трансформаторные подстанции (выбор числа и мощности цеховых трансформаторов с учетом компенсации реактивной мощности, компановка и размещение ктп).

В электроснабжении промышленных предприятий широкое применение находят комплектные трансформаторные подстанции, состоящие из силовых трансформаторов, шкафов ввода высшего и низшего напряжения, шкафов отходящих линий и, в случае двух- или трехтрансформаторных подстанций секционных шкафов.

Силовые трансформаторные комплектные подстанции имеют следующие номинальные мощности: 250, 400, 630, 1000, 1600 и 2500 кВ·А и номинальные напряжения: высшее - 6; 10 кВ, низшее - 0,4; 0,66 кВ.

В зависимости от системы охлаждения различают трансформаторы сухие, масляные. По количеству трансформаторов подстанции подразделяются на однотрансформаторные, двухтрансформаторные, трехтрансформаторные,

Однотрансформаторные подстанции рекомендуется применять при наличии в цехе приемников электроэнергии, допускающих перерыв электроснабжения на время доставки «складского» резерва, или при резервировании, осуществляемом по линиям низшего напряжения от соседних ТП, т.е. они допустимы для потребителей III и II категорий, а также при наличии в сети 380 - 660 В небольшого количества (20%) потребителей I категории.

Для ЭП I и II категорий по надежности электроснабжения рекомендуется применять двухтрансформаторные подстанции (рис.1). Если питание получают преимущественно потребители I категории, то на стороне НН подстанции предусматривается устройство АВР, срабатывающее при аварийном отключении одного из трансформаторов.

Рис.1: Схема двухтрансформаторной подстанции:

QF1, QF2 - автоматические выключатели ввода низшего напряжения трансформаторов Т1, Т2;

QF3 - секционный автоматический выключатель

В последние годы разработана серия трехтрансформаторных подстанций, применение которых с симметричным распределением нагрузки в послеаварийном режиме на оставшиеся в работе два трансформатора позволяет увеличить нагрузку каждого из трех трансформаторов в нормальном режиме (рис.2).

Рис.2. Схема трехтрансформаторной подстанции:

QF1, QF2, QF3, QF4, QF5, QF6 - автоматические выключатели ввода низшего напряжения трансформаторов Т1, Т2,Т3 соответственно;

QF7, QF8, QF9 - секционные автоматические выключатели

Выбор числа и мощности цеховых трансформаторов

с учетом компенсации реактивной мощности

Минимальное число цеховых трансформаторов определяется по формуле:

, (1)

где Р_р - расчетная нагрузка потребителей на напряжение до 1 кВ; К_з - коэффициент загрузки трансформаторов, принимаемый в зависимости от категории надежности потребителей электроэнергии; S_н,тр - номинальная мощность цехового трансформатора, принимаемый в зависимости от удельной плотности нагрузки.

Полученное значение N_{т, min} округляется до ближайшего большего целого числа.

Выбранное количество трансформаторов N_{т, min} способно передать в сеть напряжением до 1 кВ при заданном коэффициенте загрузки К_з реактивную мощность Q_т, величина которой определяется по формуле:

для трансформаторов масляных и заполненных негорючей жидкостью

, (2)

где коэффициент 1,1 учитывает, тот факт, что цеховые трансформаторы имеют загрузку не превышающую 0,9 и коэффициент сменности по энергоиспользованию имеет значение менее 0,9, поэтому для масляных трансформаторов может быть допущена в течение одной смены систематическая перегрузка величиной 10%;

для сухих трансформаторов

. (3)

Коэффициент 1,05 учитывает тот факт, что перегрузочная способность сухих трансформаторов, согласно правилам эксплуатации электроустановок потребителей, примерно вдвое ниже, чем масляных трансформаторов.

Мощность, которую необходимо скомпенсировать на стороне 0,4 кВ, определяется Q_КУ = Q_р - Q_т;(4)

Уточняем загрузку трансформаторов в нормальном режиме работы

.(5)

Загрузка силовых трансформаторов в послеаварийном режиме характеризуется коэффициентом К_з,ав, который определяется по формуле

, (6)

где N_т - число трансформаторов, принятых к установке с номинальной мощностью S_нтр.

Для масляных трансформаторов мощностью до 2500 кВ·А значение К_{з, ав} не должно превышать 1,4, что соответствует требованиям ГОСТ 14209-85 при длительности послеаварийного режима не менее 6 ч (время необходимо для замены поврежденного трансформатора) и коэффициенте К_з - 0,9.

Для сухих трансформаторов предельное значение К_{з, ав} составляет 1,2.

Для трансформаторов, заполненных жидким диэлектриком, значения коэффициентов К_з и К_{з, ав} принимаются как для масляных трансформаторов.