Лабораторна робота №4

Виконав: Елизавета Хомутовська

Дисципліна: Основи проектування електротехнічних та електроенергетичних об'єктів

Группа: ЕЕЕ-20001б

Варіант 18

ЗАВДАННЯ

Розрахувати потужність силового(их) трансформатора(ів), вибирати їх кількість, тип та отримати практичний досвід роботи з різними методиками розрахунків. Виконати розрахунки в програмі Ecodial та згідно вимог ДБН В.2.5-23:2010. Вихідні дані у табл. 1, а схема для розрахунку зображена на рис. 1.

Рис. 1. Спрощена однолінійна електрична схема секції низької напруги трансформаторної підстанції 10/0,4 кВ

20	50	3	0,5	0,85	45	3	0,4	0,85	150	3	-	0,85	65	3	0,7	0,85	10
	Житлові будинки заввишки до 5 поверхів включно з плитами на природному, скрапленому газі або твердому паливі				Бібліотеки й архіви: з фондом до 100 тис. одиниць зберігання включно				Вбудовані нежитлові приміщення в житлових будинках: при загальній площі до 2 000 м2 включно				Підприємства торгівлі з торговою площею: до 250 м2 включно
	Технологія виготовлення силового трансформатора: Resin

Розрахунок навантаження лінії живлення ТП при спільному електропостачанні цивільних та житлових будівель різного призначення Рбц за формулою:

Рбц = Р бmax3 + Рб1 ∙ 𝐾1 + Рб2 ∙ 𝐾2 + Рб4 ∙ 𝐾4 =

150+60*0,5+45*0,7+65*0,7=257

Для розрахунку номінальної потужності силового трансформатора використаємо формулу:

257/1*0.9=231

Підставляємо найбільшу отриману із двох розрахункових потужностей в умову

вибору номінальної потужності трансформатора:

𝑆н.т. = 400 кВА ≥ 𝑆н.т.р. = 231 кВА.

Отже, для підстанції 10/0,4 кВ вибираємо із каталогу силовий трансформатор марки ТМ-400/10-УХЛ1 з номінальною потужністю

𝑺н.т. = 𝟒00 кВА.

Визначаємо номінальний струм за формулою:

400

√^3×0.4 = 577.3𝐴.

З урахуванням отриманого досвіду вибору апаратів захисту, під час виконання лабораторних робіт 1..3, для захисту силового трансформатора вибираємо автоматичний вимикач марки з Ір = 578 А, NSX630F Micrologic 5.3A 630A 36kA 4P4d

Контрольні запитання:

• Які фактори впливають на вибір кількості і потужності трансформаторів на підстанції?

Вибір кількості і потужності трансформаторів на підстанції визначається багатьма факторами, і це складний інженерний процес. Основні фактори, які впливають на цей вибір, включають:

• Потужність споживачів: Один з ключових факторів - це загальна потужність, яку споживачі на підстанції будуть вимагати. Потужність трансформаторів повинна бути достатньою для задоволення цих потреб.

• Типи навантаження: Типи навантажень (наприклад, резистивні, індуктивні, ємнісні) і їх характеристики впливають на вибір трансформаторів. Різні навантаження можуть вимагати різних типів трансформаторів.

• Напруга та струм: Визначення робочої напруги та струму важливо для вибору трансформаторів з необхідними параметрами.

• Коефіцієнт потужності: КПД трансформатора та коефіцієнт потужності споживачів мають велике значення для визначення потужності трансформаторів.

• Резерв та надійність: В разі збільшення потужності для забезпечення резерву та надійності можуть бути встановлені додаткові трансформатори.

• Забудова та простір: Обмеження простору на підстанції може вплинути на вибір трансформаторів. Трансформатори мають відповідати фізичним обмеженням.

• Змінні навантаження: Якщо на підстанції є навантаження зі змінною потужністю, то це може вимагати встановлення трансформаторів із здатністю до регулювання потужності.

• Підтримка віджимів і резервів: В певних випадках вимагається підтримка резервів та резервних трансформаторів для ремонтів та обслуговування.

• Економічні обмеження: Вартість трансформаторів, витрати на їх встановлення та обслуговування впливають на вибір трансформаторної потужності.

• Майбутні потреби: Планування для майбутніх розширень та змін у навантаженнях важливо для вибору потужності трансформаторів, яка задовольнить потреби у майбутньому.

Вибір кількості і потужності трансформаторів на підстанції вимагає інженерних розрахунків та комплексного підходу для забезпечення ефективного та надійного електропостачання.

• Коли застосовують однотрансформаторні та двотрансформаторні підстанції?

Однотрансформаторні та двотрансформаторні підстанції застосовуються в різних ситуаціях в залежності від потреб та вимог електричних систем. Ось в яких випадках вони зазвичай використовуються:

• Однотрансформаторні підстанції:

• Малі споживачі: Однотрансформаторні підстанції часто використовуються для постачання електроенергії малим або розподіленим групам споживачів, де навантаження є невеликим.

• Малі підприємства та квартали: Вони можуть використовуватися для житлових районів, малих підприємств, готелів, лікарень тощо.

• Бюджетні обмеження: У випадках, коли бюджет обмежений, однотрансформаторна підстанція може бути більш економічно вигідною, оскільки її встановлення та обслуговування менше коштують.

• Двотрансформаторні підстанції:

• Великі споживачі: Двотрансформаторні підстанції використовуються для обслуговування великих промислових споживачів або міст.

• Великі підприємства та промислові комплекси: Вони можуть бути необхідними для живлення великих фабрик, заводів, об'єктів нафтогазової промисловості тощо.

• Високі вимоги до надійності: Двотрансформаторні підстанції зазвичай використовуються там, де вимоги до надійності електропостачання дуже високі. Якщо один трансформатор вийде з ладу, інший може призначитися на його місце, забезпечуючи безперебійне живлення.

• Резервування та обслуговування: Двотрансформаторні підстанції дозволяють виконувати резервування та обслуговування трансформаторів без припинення живлення споживачів.

• Забезпечення високих потужностей: Великі підстанції, які живлять електроенергією багато споживачів, часто вимагають використання двох чи більше трансформаторів для забезпечення великих потужностей.

Вибір між однотрансформаторними та двотрансформаторними підстанціями залежить від конкретних потреб і вимог проекту. Інженерний аналіз та планування допомагають визначити оптимальний тип підстанції для конкретного випадку.

• Які рекомендуються до використання коефіцієнти завантаження трансформаторів?

При використанні трансформаторів в електричних системах рекомендується враховувати різні коефіцієнти завантаження для забезпечення ефективності та надійності роботи трансформаторів.

Основні коефіцієнти завантаження, які розглядаються при виборі та експлуатації трансформаторів, включають такі:

• Коефіцієнт корисного завантаження (КЗ): Це відношення активної потужності, споживаної споживачами, до номінальної потужності трансформатора. КЗ вказує на те, наскільки навантажений трансформатор. Зазвичай рекомендується підтримувати КЗ на рівні від 60% до 80% для забезпечення оптимальної роботи трансформатора.

• Коефіцієнт потужності (КП): КП вказує на ступінь використання реактивної потужності трансформатором. Високий КП може призвести до надмірної реактивної потужності в системі, що потребує додаткового реактивного потужності компенсації. Рекомендується підтримувати КП на прийнятному рівні відповідно до вимог електричної системи.

• Коефіцієнт довготривалого завантаження (КДЗ): Цей коефіцієнт враховує можливість періодичних перевищень потужності в системі протягом тривалого часу. КДЗ використовується для планування і оцінки роботи трансформатора під час пікових навантажень.

• Коефіцієнт надкратної потужності (КНП): КНП вказує на можливість короткочасних перевищень потужності в системі. Враховуючи КНП, можна забезпечити, що трансформатор може витримати короткочасні пікові навантаження без перевищення його максимальної потужності.

• Загальний коефіцієнт завантаження: Це величина, яка враховує всі вищезазначені коефіцієнти і вказує на загальну завантаженість трансформатора.

Вибір та планування коефіцієнтів завантаження трансформаторів повинен враховувати конкретні умови і вимоги системи, а також забезпечити належну надійність та ефективність роботи трансформатора протягом тривалого часу.