Выбор трансформаторов на подстанциях. Расчёт потерь мощности в трансформаторах

2.4.1. Выбор трансформаторов на подстанциях

Ввиду отсутствия в задании резерва мощности по низкому напряжению в тех вариантах, где есть потребители 1 и 2 категорий, необходима установка не менее двух силовых трансформаторов. В таких случаях рекомендуется установка двух силовых трансформаторов одинаковой мощности. Большее количество силовых трансформаторов, как правило, экономически нецелесообразно.

Выбор мощности силовых трансформаторов производится с учетом аварийных и допустимых систематических перегрузок.

В аварийном режиме допускается работа трансформатора с перегрузкой [11]:

Аварийная нагрузка определяется из условия отказа одного из трансформаторов подстанции, при этом допускается отключение потребителей 3 категории.

Допускается длительная перегрузка масляных трансформаторов по силе тока на 5%, если напряжение обмоток не выше номинального, при этом для обмоток с ответвлениями нагрузка не должна превышать более чем в 1, 05 раза номинальный ток ответвления. Для полного использования изоляции продолжительность и значение перегрузок трансформаторов мощностью до 100 МВА, изготовленных в соответствии с ГОСТ 11677-85, находят по графикам нагрузочной способности (ГОСТ 14209-85) в зависимости от суточного графика нагрузки, эквивалентные температуры охлаждающей среды и постоянной времени трансформатора для эквивалентной температуры воздуха +20˚ С.[11]

Оптимальная нагрузка трансформатора составляет 70-80%, следовательно:

(2.4)

где S_{max НН} – максимальная нагрузка на шинах НН ПС, МВА, с учётом компенсации реактивной мощности;

n – количество трансформаторов.

Действительное значение номинальной мощности трансформатора S_т.ном принимается по стандартной шкале номинальных мощностей силовых трансформаторов. Трансформаторы на понижающих подстанциях должны иметь устройства для регулирования напряжения под нагрузкой (РПН).[13]

Выбранные трансформаторы необходимо проверить на перегрузочную способность в аварийном режиме. В аварийных режимах допускается отключение нагрузки третьей категории. Тогда при выходе из строя одного из трансформаторов коэффициент нагрузки оставшегося в работе составит:

(2.5)

где S_{maxHH 1, 2} – максимальная нагрузка 1-ой и 2-ой категорий на шинах НН ПС.

S_т.ном – номинальная мощность трансформатора.

В таблицах 3.2.3 – 3.2.7 приведены основные каталожные и расчётные данные трансформаторов отечественного производства.

2.4.2. Расчёт потерь мощности в трансформаторах

Потери активной ∆ Р _т и реактивной ∆ Q _т мощностей в n параллельно работающих двухобмоточных трансформаторах определяются по формулам:

(2.6)

(2.7)

где S _нагр – полная мощность нагрузки потребителя, МВА;

U _ном – номинальное напряжение обмотки ВН трансформатора, кВ;

R _т, Х _т – активное и реактивное сопротивления трансформатора, Ом;

∆ Р _х, ∆ Q _х – потери холостого хода трансформатора, кВт и кВАр.

Сравнение вариантов схем по укрупненным стоимостным показателям

Составленные ранее варианты схемы электрической сети необходимо сравнить по укрупненным стоимостным показателям и выбрать из них два наиболее экономичных. Сечения проводов, как было сказано ранее, принимаются одинаковыми на всех участках сети. При сравнении вариантов схем определяется суммарная стоимость одноцепных и двухцепных линий, выключателей и компенсирующих устройств, выбранных ранее. Перед этим необходимо выбрать материал опор, на которых будет сооружаться ВЛ.

Стоимостные показатели приведены в табл. 3.2.16 – 3.2.22.

Как показывает практика, большинство воздушных линий электропередачи сооружается на железобетонных опорах. Они используются для одноцепных ВЛ напряжением до 500 кВ включительно, а также двухцепных ВЛ 35‑ 220 кВ.

Стальные опоры применяются в качестве анкерных, угловых и специальных для всех ВЛ, сооруженных на железобетонных опорах, для ВЛ 330‑ 750 кВ, для ВЛ, сооружаемых в труднодоступных районах.