3.4. Выбор количества, типа и мощности трансформаторов и автотрансформаторов структурных схем

Выбор трансформаторов включает в себя определение числа, типа и номинальной мощности трансформаторов структурной схемы проектируемой электроустановки.

Выбор номинальной мощности трансформатора производят с учетом его нагрузочной способности. В общем случае условие выбора мощности трансформатора имеет вид:

S_ном= S_расч/k_п,

где S_расч– расчетная мощность, МВА; S_ном– номинальная мощность, МВА;k_п− коэффициент допустимой систематической или аварийной перегрузки трансформатора.

По ГОСТ 14209-97 коэффициент допустимой перегрузки трансформатора определяется исходя из предшествующего режима работы трансформатора и температуры окружающей среды.

Для определённости зададимся коэффициентами мощности нагрузок на ГРУ и на РУ 35 кВ, а также средним коэффициентом мощности механизмов собственных нужд. Примем, что на ГРУ cosφ_ГРУ = 0,9, нагрузка промышленного района имеет коэффициент мощностиcosφ_РУ-35 = 0,8, а двигатели собственных нужд работают сcosφ_с.н. = 0,8.

В соответствии с этим произведём расчёт потоков мощности для каждого варианта структурной схемы ТЭЦ.

3.4.1. Первый вариант

3.4.1.1. Осенне-зимний период

Вначале произведём расчёт потоков мощности при всех работающих генераторах и трансформаторах без учёта потерь мощности.

Мощность механизмов собственных нужд согласно заданию на проектирование, составляет 10% от установленной мощности ТЭЦ:

МВА;

Рассчитываем полную мощность для СН от каждого источника. Так как на станции 5 котлов, принимаем что на один котел приходится:

В формулах где упоминается ТСН с расщиплением обмотки НН мощность собственных нужд умножаем на два, где без расщипления, то не умножаем.

В осеннее-зимний период все агрегаты загружены на 100%. Поэтому мощность, вырабатываемая генераторами будет соответствовать их номинальной мощности.

Вначале произведём расчёт потоков в блочной части ТЭЦ:

;

Теперь произведём расчёт перетоков мощности через трех-обмоточные трансформаторы в осенне-зимний период.

Полная мощность нагрузки на ГРУ:

.

Полная мощность, потребляемая нагрузкой промышленного района, питающегося от РУ 35 кВ:

Избыток мощности, выдаваемый с ГРУ на обмотки НН трех-обмоточных трансформаторов:

;

Поток мощности, текущий по обмоткам СН трех-обмоточных трансформаторов к нагрузке на РУ 35 кВ:

По первому закону Кирхгофа находим избыток мощности, выдаваемый трех-обмоточными трансформаторами в систему:

;

Как видим из расчётов, в нормальном режиме наиболее загруженными оказались обмотки НН трех-обмоточных трансформаторов.

Теперь произведём расчёт перетоков мощности в ремонтных и аварийных режимах для осенне-зимнего периода.

Для ТЭЦ проверка перетоков мощности через трех-обмоточные трансформаторы должна осуществляться при следующих режимах:

1. при отключении одного из параллельно работающих трех-обмоточных трансформаторов связи;

2. при отключении блока в блочной части ТЭЦ;

3. при отключении генератора, работающего на ГРУ.

Совпадение во времени вышеуказанных событий маловероятно, поэтому потоки рассчитываются для каждого из них в отдельности.

При выходе из строя одного трех-обмоточного трансформатора потокораспределение в остальной части схемы не изменится, поскольку потери в её элементах при выборе структурной схемы не учитываются. По этой причине потоки, приходящиеся на один оставшийся в работе трех-обмоточный трансформатор, будут в два раза больше, чем те же потоки в нормальном режиме.

Рассчитаем потоки при отключении генератора блока 63 МВт, подключенного к РУ 35 кВ. Учтём, что питание механизмов собственных нужд с отключенным генератором будет сохраняться.

;

;

В данном режиме наиболее загруженными оказались обмотки НН трех-обмоточных трансформаторов.

Произведём расчёт потоков мощности при отключении одного генератора, работающего на ГРУ.

;

;

В данном режиме наиболее загруженными вновь оказались обмотки НН трех-обмоточных трансформаторов.