Выбор номинальной мощности трансформатора с учётом перегрузочной способности
Если не учитывать перегрузочную способность трансформатора, то это приведёт к завышению его номинальной мощности.
Перегрузка трансформатора – нагрузка, при которой расчётный износ изоляции обмоток превосходит величину износа соответствующий номинальному режиму работы.
Различают аварийные и систематические перегрузки трансформатора:
аварийная – перегрузка, при которой температура наиболее нагретой точки обмотки ещё безопасна для нормальной дальнейшей эксплуатации трансформатора (при перегрузке износ изоляции значительно выше нормального);
систематическая – перегрузка, при которой расчётный износ изоляции за установленное время, включающее длительность предшествующей и последующей нагрузок, не должен превосходить нормальный износ за такое же время.
Если нагрузка трансформатора до аварийной перегрузки не превышала 0,93 паспортной мощности, то его можно перегружать до 5 суток на 40 %. При этом продолжительность перегрузки в каждые сутки не должна превышать 6 ч.
При проектировании номинальную мощность каждого трансформатора двухтрансформаторной ГПП принимают равной 0,7 прогнозируемого расчётного максимума нагрузки подстанции. В этом случае при аварии с одним трансформатором электроснабжение потребителей обеспечивается за счёт перегрузки на 40 % оставшегося в работе трансформатора.
Все силовые трансформаторы допускают систематические перегрузки, которые зависят от графиков нагрузки, температуры охлаждающей среды и недогрузки. Систематическая перегрузка зависит от графика нагрузок, который характеризуется коэффициентом заполнения графика:
(6.12)
Зная продолжительность максимальной нагрузки по рисункам 6 и 7 (в зависимости от исполнения трансформатора) можно определить допустимую перегрузку.
Допустимую дополнительную перегрузку трансформатора в часы максимальной нагрузки сверх номинальной паспортной мощности за счёт его недогрузки в остальное время суток определяют по соотношению:
В зимнее время допустима перегрузка трансформатора на 1% на каждый процент недогрузки в летнее время, но не более 15 % (при этом общая перегрузка не должна превышать 50 %).
Экономически целесообразный режим работы трансформаторов, задача определения n-го количества работающих на подстанции трансформаторов, определяется минимум потерь мощности возникающих при их работе.
Работа трансформатора в недогруженном режиме (на холостом ходу или близком к нему) характеризуется низким коэффициентом мощности трансформатора, что вызывает излишние потери в системе электроснабжения.
Общие выводы по выбору числа и мощности силовых трансформаторов для систем электроснабжения
Выбор числа, мощности и типа силовых трансформаторов для питания нагрузок промышленных предприятий производят на основании следующего алгоритма:
Определяют число трансформаторов на подстанции, исходя из обеспечения надёжности питания с учётом категории потребителей.
Определяют возможные варианты номинальной мощности выбираемых трансформаторов с учётом допустимой перегрузки их в номинальном режиме и допустимой перегрузки в аварийном режиме.
Определяют экономически целесообразное решение из просчитываемых вариантов, с учётом применения в конкретных условиях.
Предусматривают возможность расширения подстанции с целью возможной установки более мощных трансформаторов без реконструкции фундамента, а также увеличения числа трансформаторов.