Выбор и использование силовых трансформаторов

Лекция № 9

по дисциплине: «Электроснабжение»

Тема: Схемы и конструктивное исполнение главных понизительных и распределительных подстанций

Цель: Ознакомиться со схемами иконструктивными особенностями исполнения главных понизительных и распределительных подстанций.

План лекции:

1. Исходные данные и выбор схемы ГПП.

2. Выбор и использование силовых трансформаторов.

3. Схемы блочных подстанций пятого уровня.

4. Схемы специфических подстанций.

5. Компоновки открытых и закрытых распределительных подстанций.

Литература

1. Кудрин Б.И. Электроснабжение промышленных предприятий. Учебник для вузов. – М.: Интермет Инжиниринг, 2015 г.

2.Мельников М.А. Внутризаводское электроснабжение /Учебное пособие. – Томск: Изд- во ТПУ, 2012 г.

3. Мельников М.А. Электроснабжение промышленных предприятий/Учебное пособие. – Томск: Изд-во ТПУ, 2001 г.

4. А.А. Сивков, Д.Ю. Герасимов, А.С. Сайгаш. Основы электроснабжения / Учебное пособие - Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2012 г.

5.Кудрин Б.И., Жилин Б.В., Митюнина Ю.В. Электроснабжение потребителей и режимы. Учебное пособие для вузов. – М,: Издательский дом МЭИ, 2013 г.

6. Князевский Б.А. и Липкин Б.Ю. Электроснабжение промышленных предприятий. – М.: Высшая школа, 1986 г.

Исходные данные и выбор схемы ГПП

Проектирование подстанций с высшим напряжением 35–750 кВ (главные понизительные подстанции, подстанции глубокого ввода, опорные и другие подстанции) осуществляется на основе технических условий, определяемых схемами развития энергосистемы (возможностями источников питания) и электрических сетей района, схемами внешнего электроснабжения предприятия, присоединением к подстанции энергосистемы (рис. 1) или к ВЛ (рис. 2), схемами организации электроремонта, проектами системной автоматики и релейной защиты.

Исходные данные:

· район размещения подстанции и загрязненность атмосферы;

· значение и рост нагрузки по годам с указанием их распределения по напряжениям, значение питающего напряжения;

· уровни и пределы регулирования напряжения на шинах подстанции, необходимость дополнительных регулирующих устройств;

· режимы заземления нейтралей трансформаторов;

· значение емкостных токов в сетях 10(6) кВ;

· расчетные значения токов короткого замыкания;

· надежность и технологические особенности потребителей и отдельных электроприемников.

Рисунок 1 - Схемы присоединения потребителей к подстанциям энергосистемы

Выбирают такую мощность трансформаторов, чтобы при отключении наиболее мощного из них оставшиеся обеспечивали питание нагрузки во время ремонта или замены этого трансформатора с учетом допустимой перегрузки как оставшихся в работе, так и резерва по сетям среднего и низкого напряжений. При установке двух трансформаторов и отсутствии резервирования по сетям среднего и низшего напряжений мощность каждого из них выбирают с учетом загрузки трансформатора не более 70 % суммарной максимальной нагрузки подстанции на расчетный период.

Распределительные устройства 6–10 кВ на двухтрансформаторных подстанциях выполняют, как правило, с одной секционированной или двумя одиночными секционированными выключателем системами сборных шин с нереактированными отходящими линиями, а на однотрансформаторных подстанциях – как правило, с одной секцией. На стороне 6–10 кВ должна быть предусмотрена раздельная работа трансформаторов.

При необходимости ограничения токов КЗ на стороне 6–10 кВ могут предусматриваться следующие мероприятия: а) применение трехобмоточных трансформаторов с максимальным сопротивлением между обмотками высшего и низшего напряжений и двухобмоточных трансформаторов с повышенным сопротивлением; б) применение трансформаторов с расщепленными обмотками 6–10 кВ; в) применение токоограничивающих реакторов в цепях вводов от трансформаторов.

Рисунок 2 - Варианты схем присоединения подстанций 5УР0 – 3УР к одинарной или двойной ВЛ: а – радиальная с одной линией; б – то же с двумя линиями; в – с двусторонним питанием по одной линии; г – то же по двум линиям; д – присоединение с заходом на подстанцию с автоматической перемычкой; е – то же с неавтоматической перемычкой; ж – с присоединением в рассечку каждой линии и с заходом обеих ВЛ на подстанцию

При выборе аппаратов и ошиновки по номинальному току оборудования (синхронные компенсаторы, реакторы, трансформаторы) необходимо учитывать нормальные эксплуатационные, послеаварийные и ремонтные режимы, а также перегрузочную способность. Аппаратуру и ошиновку в цепи трансформатора следует выбирать, как правило, с учетом установки в перспективе трансформаторов следующего габарита.

Выбор и использование силовых трансформаторов

Расчетный срок службы трансформатора обеспечивается при соблюдении условий:

S_н.т = S_ном; U_сеть = U_ном; τ_о.ср= τ_ном,

где S_н.т - нагрузка трансформатора; Uсеть - напряжение сети, к которой подключен трансформатор; τ_{о. ср}- температура окружающей среды.

При проектировании, строительстве, пуске и эксплуатации эти условия никогда (что и согласуется с теорией техноценозов) не выполняются.

Для правильного выбора номинальной мощности трансформатора (автотрансформатора) необходимо располагать суточным графиком нагрузки, из которого известна как максимальная, так и среднесуточная активная нагрузка данной подстанции, а также продолжительность максимума нагрузки. График позволяет утверждать, соответствуют ли эксплуатационные условия загрузки теоретическому сроку службы, определяемому заводом-изготовителем (обычно 20-25 лет).

Если при выборе номинальной мощности трансформатора на однотрансформаторной подстанции исходить из условия

где - максимальная активная нагрузка пятого года эксплуатации; Рр - проектная расчетная мощность подстанции, то при графике с кратковременным пиком нагрузки (0,5-1 ч) трансформатор длительное время будет работать с недогрузкой. При этом неизбежно завышение номинальной мощности трансформатора и, следовательно, завышение установленной мощности подстанции. В ряде случаев выгоднее выбирать номинальную мощность трансформатора, близкую к максимальной нагрузке достаточной продолжительности

с полным использованием его перегрузочной способности с учетом систематических перегрузок в нормальном режиме.

Перегрузки трансформатора можно определить при преобразовании заданного графика нагрузки в эквивалентный в тепловом отношении (рис. 3).

Номинальная мощность каждого трансформатора двухтрансформаторной подстанции, как правило, определяется аварийным режимом работы подстанции: при установке двух трансформаторов их мощность выбирается такой, чтобы при выходе из работы одного из них оставшийся мог обеспечить нормальное электроснабжение потребителей с допустимой аварийной перегрузкой.

Рисунок 3 - Графики нагрузки: ^{__________________} начальная нагрузка; ------------- пиковая нагрузка, превышающая номинальную; 1 – фактический суточный график; 2 – двухступенчатый, эквивалентный фактическому графику

Номинальная мощность трансформатора на подстанции, МВА, с числом трансформаторов n > 1 в общем виде определяется из выражения

где Р_р = Р_mахk_1-2 – расчетная мощность, МВт; Р_mах – суммарная активная максимальная нагрузка подстанции на расчетный уровень пять лет, МВт; k_1-2 – коэффициент участия в нагрузке потребителей 1-й и 2-й категорий; k_п.н – коэффициент допустимой аварийной перегрузки; cosφ – коэффициент мощности нагрузки.

Аварийные перегрузки масляных трансформаторов со всеми видами охлаждения:

Дата добавления: 2019-02-12; просмотров: 206; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

12 3 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!