Выбор числа и мощности трансформаторных подстанций

⇐ ПредыдущаяСтр 5 из 13Следующая ⇒

Число и мощность ТП, а также установленных в них трансформаторов оказывают существенное влияние на технико-эконо-мические показатели системы электроснабжения в целом. От правильного выбора числа и мощности трансформаторов ТП, их размещения на территории города зависит эффективность функционирования системы в целом [22].

Основополагающим фактором при выборе числа трансформаторов ТП является категория надежности и выбранная, в разделе 3, схема электроснабжения подключенных потребителей. В частности, для питания потребителей I категории и ответственных потребителей II категории применяются двухтрансформаторные подстанции в сочетании с двухлучевыми схемами питания. Каждый трансформатор при этом питается отдельной линией, подключенной к независимому источнику питания. В случае выхода из строя одного из трансформаторов другой, в соответствии с допустимой по ПУЭ аварийной перегрузкой, обеспечивает питание почти всех потребителей, подключенных к ТП. Перевод нагрузки с вышедшего из строя трансформатора на оставшийся в работе должен осуществляться автоматически.

Для питания потребителей II и III категории в зависимости от суммарной их нагрузки могут применяться как двух-, так и однотрансформаторные подстанции в сочетании с петлевыми схемами питания. Причем при применении однотрансформаторных ТП питание потребителей II категории в аварийном режиме осуществляется от ближайшей ТП посредством перемычки.

Однотрансформаторные ТП могут быть также применены
и для питания потребителей I категории, если их мощность не превышает 15–20% мощности ТП. Резервирование этих потребителей осуществляется посредством перемычки от соседней ТП.

Кроме того, при выборе числа трансформаторов ТП необходимо иметь в виду: применение двух трансформаторов вместо одного равноценной мощности во всех случаях нерационально в связи с тем, что удельная стоимость и удельные потери двух и более трансформаторов всегда выше, чем одного.

Мощность трансформаторов, а следовательно, число и мощность ТП непосредственно влияют на все последующие решения, связанные с построением системы электроснабжения. В общем виде задача определения наивыгоднейшей мощности трансформаторов ТП может быть решена путем нахождения аналитической зависимости приведенных затрат, связанных с передачей энергии через рассматриваемую систему, от мощности трансформаторов ТП. Минимальное значение этих затрат и определяет искомую оптимальную мощность трансформаторов ТП. Однако определение наивыгоднейшей мощности трансформаторов ТП требует перебора большого числа вариантов, что в связи с высокой трудоемкостью расчетов не всегда выполнимо. Поэтому для ориентировочного определения экономически целесообразной мощности трансформаторов ТП может быть применена формула, полученная на основании многочисленных расчетов [5]:

, (3.1)

где d = S_р.мр/F_мр – плотность нагрузок микрорайона; S_р.мр – расчетное значение мощности нагрузок микрорайона, определенное
в разделе 2.7; F_мр= L_мрН_мрm – площадь микрорайона; L_мр, Н_мр– длина и ширина микрорайона, определяемые из генерального плана микрорайона, приведенного в исходных данных; m – масштаб генерального плана (для генеральных планов, приведенных в прил. 1, m – 1:1000).

Для тактических расчетов могут быть использованы данные, приведенные в табл. 3.2, полученные в результате расчетов по формуле (3.1) для различных значений d [10].

Таблица 3.2

Значения наивыгоднейшей мощности ТП

Этажность застройки	Мощность и количество ТП, кВ×А, при плотности нагрузки, МВт/м²
Этажность застройки	0,8–1,0	1,0–2,0	2,0–5,0	более 5
Здания 1–4 этажей	1 160	1 250	1 400	–
Здания 5 этажей	–	–	–	1 630
и выше				2 630

После определения наивыгоднейшей мощности подстанций находят ориентировочное число трансформаторных подстанций по выражению

где n_т.п– число трансформаторных подстанций микрорайона; Р_р.мр – расчетная нагрузка микрорайона; K_доп.н– коэффициент, учитывающий допустимую перегрузку трансформаторов в нормальном режиме в зависимости от степени резервирования; S_тр.э – мощность трансформатора.

Далее определяется установленная мощность потребителей, присоединенных к одной ТП, Р_у.эп по формуле

Р_у.эп= S_тр.э K_доп.нcos j_г. (3.2)

С помощью картограммы нагрузок потребители разбиваются на n_эп однотипных групп общей мощностью Р_у.эп каждая; ТП в количестве, найденном выше, размещают на плане. Затем определяется действительная нагрузка на каждой ТП по формуле

Р_ртп = Р_{ртп mах} + K₁Р_ртп1 + K₂Р_ртп2 + ... + K_nР_{ртп n},

где Р_{р.тп maх} – максимальная из нагрузок ТП; K_n, Р_р.тп_n– значения
и коэффициенты участия в максимуме соответствующих нагрузок; Р_р.тп_i – расчетные нагрузки коммунально-бытовых и промышленных потребителей, определенные ранее в пп. 2.3, 2.5; K_n – коэффициент участия в максимуме этих потребителей по отношению к потребителям жилых домов, определяемый по прил. 9.

После этого проверяется мощность выбранных трансфор-маторов:

· по условиям нормального режима:

;

· по условиям аварийного режима:

и выбор трансформаторов ТП завершается сопоставлением действительных коэффициентов загрузки с допустимыми их значениями, определенными по формуле

где S_тр.нор, S_тр.ав – потребная мощность трансформаторов ТП в нормальном и аварийном режимах соответственно; Р_{р.тп.нор}, Р_р.тп.ав –расчетные нагрузки ТП в нормальном и аварийном режимах;
cos j_г = 0,9 – принимаемое значение коэффициента мощности; K_доп.ав– коэффициент, учитывающий допустимую перегрузку трансформаторов в условиях аварийного (послеаварийного) режима; n_тр – количество трансформаторов, намечаемых к установке
на подстанции, принимается равным 1 или 2 в зависимости от величины расчетной нагрузки, категории электроприемников, выбранной структуры и схемы сети СН. Причем нагрузка аварийного (послеаварийного) режима образуется в условиях отключения или выхода из строя трансформатора, соединенного с проверяемым трансформатором по низкой стороне при намечаемом полном или частичном резервировании. Результаты расчетов сводятся в табл. 3.3.

В случае если рассчитанные значения коэффициентов загрузки отличаются от нормативных ПУЭ, то необходимо произвести перераспределение потребителей ТП таким образом, чтобы коэффициент загрузки трансформаторов находился в допустимых пределах. При отсутствии данных в графиках нагрузок потребителей значение коэффициента загрузки трансформатора в нормальном режиме для однотрансформаторных ТП может быть принято равным 0,9,
а для двухтрансформаторных – равным 1,3. При отсутствии до-полнительных данных значение коэффициента допустимой перегрузки трансформаторов в аварийном режиме может быть принято равным 1,4.

Форма табл. 3.3

Выбор мощности и определение коэффициентов загрузки трансформаторов

№ ТП	№ объекта по плану	Электрическая нагрузка жилых домов
		Расчетная нагрузка квартир			Расчетная нагрузка лифтовых установок			Расчетная нагрузка силовых установок			Расчетная нагрузка жилых домов Р_{р.ж.д.тп}
		Общее кол-во квартир n_кв.тп	Удельная нагрузка квартир, Р_{уд.кв.тп}	Расчетная нагрузка квартир Р_р.кв.тп	Общее кол-во лифтовых установок n_л.тп	Коэффициент спроса лифтовых установок K_с.л.тп	Расчетная нагрузка лифтовых установок Р_р.л.тп	Общее кол-во силовых установок n_с.тп	Коэффициент спроса cиловых установок K_с.с.тп	Расчетная нагрузка силовых установок Р_р.с.тп	Расчетная нагрузка жилых домов Р_{р.ж.д.тп}
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12

Окончание табл. 3.3

Расчетная нагрузка общественных и ком.- быт. потребителей Р_{р.ок.БП.ТП}	Электрическая нагрузка общ. и ком.-бытовых потребителей		Электрическая нагрузка промышленных потребителей			Потребная мощность потребителей ТП S_эп.тп	Расчетная нагрузка		Принятая установленная мощность трансформаторов S_тп.н	Коэффициент загрузки трансформаторов
	Коэф. участия в макс. K_{м.ок.БП.тп}	Долевая расчетная нагрузка Р_{р.ок.БП.ТП}	Расчетная нагрузка Р_р.пп.тп	Коэф. участия в макс. K_м.пп.тп	Долевая расчетная нагрузка Р_р.пп.тп	Потребная мощность потребителей ТП S_эп.тп	Нормальный режим Р_р.тп.н	Аварийный режим Р_р.тп.а	Принятая установленная мощность трансформаторов S_тп.н	Нормальный режим K_з.н	Аварийный режим K_з.а
13	14	15	16	17	18	19	20	21	22	23	24

Размещение подстанций на плане города

После выбора количества и мощности трансформаторных подстанций определяют их конструкцию и местоположение [6, 23].

Конструктивно ТП могут выполняться внутри стоящими, встроенными и отдельно стоящими (наружными и подземными) или крышевыми, одно- либо двухэтажными, с воздушными либо кабельными вводами. Для уменьшения затрат в сети 0,38 кВ ТП располагают возможно ближе к центру электрических нагрузок. Координаты центра нагрузок можно определить как

, ,

где Р_рi – электрические нагрузки, подключенные к ТП; Х_i,Y_i – координаты нагрузок Р_рi (совпадают с координатами центров геометрических фигур – очертаний зданий).

При размещении ТП (рис. 3.11) следует предусматривать возможность проезда механизмов для производства монтажных и ремонтных работ, удобный подход кабельных линий высшего и низшего напряжений.

Рис. 3.11. Определение координат ТП

Расположение ТП должно удовлетворять архитектурным требованиям застройки селитебной зоны. В проекте требуется рассчитать координаты Х_ц_i, Y_ц_i каждой из ТП и разместить ТП
на плане микрорайона. Результаты расчета необходимо представить в виде табл. 3.4.

Форма табл. 3. 4

Определение координат ТП

№ п/п	Номер здания	Расчетная нагрузка Р_р _i	Координаты		Расчетный параметр
№ п/п	Номер здания	Расчетная нагрузка Р_р _i	Х_i	Y _i	Х_ц _i	Y_ц _i
1	2	3	4	5	6	7

4. РАСЧЕТ ПИТАЮЩИХ
И РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫХ СЕТЕЙ

Основные положения

Сечения проводов и кабелей следует выбирать по длительно допустимому току в нормальном, аварийном и послеаварийном режимах и по допустимым отклонениям напряжения. Линии выше
1 кВ, кроме того, проверяют по экономической плотности тока
и действию токов короткого замыкания. Кабельные линии с пластмассовой изоляцией напряжением до 1 кВ проверяют также по действию токов короткого замыкания. Сети напряжением до 1 кВ,
с глухозаземленной нейтралью должны быть проверены на обеспечение автоматического отключения однофазных замыканий. При проверке кабельных линий по длительно допустимому току нагрева необходимо учитывать поправочные коэффициенты на число кабелей и температуру окружающей среды.

Исходными данными для расчета сети являются длина и нагрузка ее элементов. Длина участков сети может быть получена из генерального плана микрорайона. Нагрузка элементов сети определяется путем суммирования нагрузок остальных потребителей с учетом графиков их нагрузок.

Дата добавления: 2019-01-14; просмотров: 349; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 1 2 3 456 7 8 9 10 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!