Як вибрати силовий трансформатор по потужності?

1. Вибір числа трансформаторів
2. Як вибрати силовий трансформатор по потужності
3. Вибір силового трансформатора по розрахункової потужності.
4. Нормативні документи, обираючи силових трансформаторів:

Раціональна схема електропостачання залежить від технічно обгрунтованого підбору потужності трансформатора, що впливає на експлуатаційні витрати і окупність, яка можлива за 6 - 10 років.

При виборі трансформатора керуються такими критеріями:

1. Категорія електропостачання - визначається кількість трансформаторів. Об'єкти категорії електропостачання III - один трансформатор. Об'єкти II і I категорії електропостачання - два або в деяких випадках три трансформатора.
2. Перевантажувальна здатність - визначення потужності трансформатора.
3. Добовий графік розподілу навантажень - облік навантажень за часом і дням в тиждень.
4. Економічний режим роботи тр-ра.

Вибір числа трансформаторів

Однотрансформаторні підстанції використовуються в двох випадках. По-перше, для об'єктів III категорії електропостачання. По-друге, для споживачів, що мають можливість резервування електропостачання за допомогою АВР (автоматичного включення резерву) з іншого джерела живлення.

При харчуванні споживачів I і II категорії в аварійному режимі на двохтрансформаторної підстанції після спрацьовування АВР цілий трансформатор приймає на себе навантаження несправного. Тому його перевантажувальної здатності повинно вистачити на час заміни вийшов з ладу трансформатора. У нормальному режимі трансформатори працюють недовантаженими, що економічно недоцільно. Тому при аварійній ситуації деякі споживачі III категорії електропостачання відключають від мережі.

Перерва харчування об'єктів II категорії обмежений часом в одну добу. Для відновлення схеми слід мати стратегічний складської резерв обладнання необхідного для ліквідації аварії. При цьому потужність нового трансформатора повинна бути ідентична продуктивністю виріб. Таким чином, скорочується кількість резервного устаткування.

Як вибрати силовий трансформатор по потужності

Збір і аналіз потужностей споживачів, які живляться від одного трансформатора, не завжди виявляється достатнім.

Для виробничих об'єктів керуються порядком введення обладнання в роботу. При цьому враховують, що всі споживачі не можуть бути включені одночасно. Однак також беруть до уваги можливе збільшення виробничої потужності.

Тому при розрахунку і виборі потужності силового трансформатора керуються графіком середньодобової і повної активного навантаження підстанції, а також тривалістю максимального навантаження. Якщо розраховується трансформатор, який братиме участь в електропостачанні об'єктів житлової інфраструктури, то враховують і пору року. У зимовий час навантаження збільшується за рахунок включення електричного обігріву, влітку - кондиціонерів.

Таблиця №1 - Вибір силового трансформатора по потужності і допустимим аварійним навантажень

Вид навантаження Інтервали навантаження (кВ-А) для трансформаторів потужністю (кВ-А) 25 40 63 100 160 250 400 630 Виробничі споживачі, подвір'я,
майстерні з обслуговування сільськогосподарської
техніки, стройцеха, овочесховища і
насосні станції водопостачання, котельні до 42 43-68 69-107 108-169 170-270 271-422 423-676 677-1064 Комунально-побутові споживачі - громадські
і адміністративні підприємства (школи,
клуби, їдальні, лазні, магазини)
в поєднанні з житловими будинками до 44 45-70 71-110 111-176 177-278 279-435 436-696 697-1096 Сільські житлові будинки, групи
сільських житлових будинків (як правило, одноповерхової забудови) до 45 46-72 73-113 114-179 180-286 287-447 448-716 717-1127 Комунально-побутові споживачі селищ
міського типу та міст районного підпорядкування до 43 44-68 69-108 109-172 173-270 271-422 423-676 677-1064 Житлові будинки, селища міського
типу і міста районного підпорядкування до 42 43-68 69-107 108-170 171-273 274-427 428-684 685-1077 Змішана навантаження з переважанням (більше 60%)
виробничих споживачів до 42 43-67 68-106 107-161 162-257 258-402 403-644 645-1014 Зі змішаною навантаженням з переважанням (більше 40%)
комунально-побутових споживачів до 42 43-68 69-107 108-164 165-262 263-410 411-656 657-1033

При відсутності точних відомостей активне навантаження визначається за формулою:

Sном ≥ Σ Pmax ≥ Pp;

Де Σ Pmax - максимальна активна потужність;

Pp- проектна потужність підстанції.

Якщо графік роботи підстанції характеризується короткочасним піковим режимом потужності - 30 хв або не більше 1 години, то тр-ор буде працювати в недовантажених режимі. Тому вигідніше підбирати трансформатор з потужністю, наближеною до тривалої максимальному навантаженні і повністю використовувати перевантажувальні можливості трансформатора з урахуванням систематичних перевантажень в нормальному режимі.

В реальних умовах значення допустимої перевантаження визначається коефіцієнтом початкового завантаження. На вибір величини навантаження впливає температура навколишнього повітря, в якому знаходиться працюючий трансформатор.

Коефіцієнт завантаження завжди менше одиниці.

Kн = Pc / Pmax = Ic / Imax; де Pc, Pmax і Ic, Imax - середньодобові і максимальні потужності і струму.

Таблиця №2 - Рекомендовані коефіцієнти завантаження силових трансформаторів цехових ТП. Коефіцієнт обмежує перевантаження трансформатора залишаючи по потужності деякий запас.

Коефіцієнт завантаження трансформатора Вид ТП і характер навантаження

0,65 ... 0,7

Двотрансформаторних ТП з переважаючою навантаженням I категорії

0,7 ... 0,8

Однотрансформаторні ТП з переважаючою навантаженням II категорії за наявності взаємного резервування по перемичках з іншими підстанціями на вторинній напрузі

0,9 ... 0,95

ТП з навантаженням III категорії або з переважною навантаженням II категорії при можливості використання складського резерву трансформаторів
Таблиця №3 - тривалості і величини перевантаження при аварійних режимах з примусовим охолодженням масла встановлюється за заводськими параметрами.
Навантаження в частках номінальної по току

Допустима тривалість, хв

Маслонаповнені трансформатори Сухі трансформатори
1,2
1,3
1,4
1,5
1,6
1,75
2,00 -
120
90
70
45
20
10
60
45
32
18
5
-
-

Характер добового навантаження еквівалентний температурі навколишнього середовища, постійної часу трансформатора, типу охолодження, допускаються періодичні перевантаження.

Малюнок 1 - Розрахунковий графік навантаження. 1 - добовий по факту; 2 - двоступеневий еквівалентний фактичному

Згідно з графіком, початковий період навантаження характеризується роботою трансформатора з номінальним навантаженням за 20 годин і коефіцієнтом початковій навантаження - 0,705.

Другий період - коефіцієнт перевантаження kпер. = 1,27 і часом - 4 години. Значить, перевантаження визначаються графіком навантаження перетвореному в еквівалентний графік з урахуванням тепла. Допустиме навантаження тр-ра залежить від номінального навантаження, її тривалості та максимального піку, визначається за коефіцієнтом перевищення навантаження:

kпер = Iе max / Iном

коефіцієнт початковій навантаження

kн.н. = Iе.н. / Iном

Iе max - еквівалентний максимум навантаження;

Iе.н - еквівалентна початкова навантаження.

Перевантаження трансформаторів допустимі, але їх можливості: час і величина обмежені нормативами, встановленими заводом виробником. Правила ПТЕЕС, глава 2. 1. 20 і гл. 2. 1. 21. обмежують перевантаження трансформатора до 5%.

Таблиця №4 - Перевантаження по часу для масляних трансформаторів

Величина перевантаження,%

30

45

60

75

100

Тривалість, хв.

120

80

45

20

10

Таблиця №5 - Перевантаження по часу для сухого трансформатора

Величина перевантаження,%

20

30

40

50

60

Тривалість, хв.

60

45

32

18

5

Вентиляція приміщення електроустановки повинна забезпечити відведення тепла, щоб при перевантаженні і максимальній температурі повітря нагрів трансформатора не перевищував допустиме значення. Часто в умовах спеки на віддалених від населених пунктів родовищ вдаються до природної вентиляції, відкриваючи двері трансформаторного відсіку.

Правила ПУЕ дозволяють максимальний післяаварійний перевантаження трансформатора до 40% на час не більше 6 годин протягом 5 діб.

Вибір силового трансформатора по розрахункової потужності.

Для вибору використовують вимоги нормативних документів

Таблиця №6 - Залежності коефіцієнтів допустимого перевантаження масляних трансформаторів для одно-, дво- і трехтрансформаторних підстанцій і коефіцієнта завантаження в звичайному режимі роботи

Коефіцієнт допустимого перевантаження масляного трансформатора, визначений згідно з ГОСТ 14209-85 Коефіцієнт завантаження масляного трансформатора в нормальному режимі двухтрансформаторная підстанція трехтрансформаторная підстанція 1,0 0,5 0,666 1,1 0,55 0,735 1,2 0,6 0,8 1,3 0 , 65 0,86 1,4 0,7 0,93

Виробник електрообладнання, пропонуючи покупцеві трансформатор, надає відомості про дозволених перевантаженнях.

за нормами СН 174-75 «Інструкція з проектування електропостачання промислових підприємств» для кожного об'єкта приймають різні коефіцієнти завантаження:

• Двотрансформаторна підстанція для навантаження I категорії - 0,65 до 0,7.

• Підстанція з одним трансформатором з резервуванням для навантаження II категорії - від 0,7 до 0,8.

• Для навантаження категорії II і III з використанням резерву - 0,9-0,95.

Таким чином, можна зробити висновок, що нормальний режим трансформатора - це завантаженість на 90 або навіть 95%.

Вибір трансформатора по розрахункової потужності полягає в порівнянні повної потужності об'єкта (кВА) і інтервалами допустимого навантаження тр-рів для різних типів споживачів в аварійному і нормальному режимах роботи. Керуються методикою вибору потужності силового трансформатора та нормативними документами.

Нормативні документи, обираючи силових трансформаторів:

1. . Проектування електропостачання промислових підприємств. Норми технологічного проектування (РФ, замість). Настанови щодо вибору числа і потужності тр-рів цехових ТП - пп 6. 4. 3 - 6. 4. 10

2. Методичні вказівки по вибору потужності силових трансформаторів 10 / 0,4 кВ (РФ).

3. . «Керівництво з навантаження силових масляних трансформаторів».