Электрическая частьТЭЦ и подстанций систем электроснабжения

При нагрузке большую её часть принимает на себя тот трансформатор, который имеет более высокое вторичное напряжение при холостом ходе. 3. Напряжения короткого замыкания должны быть равны. Это требование вызвано тем, что при параллельной работе трансформаторов с различными значениями напряжений короткого замыкания нагрузка распределяется между ними прямо пропорционально их номинальным мощностям и обратно пропорционально напряжениям короткого замыкания. Параллельная работа трансформаторов с разными напряжениями короткого замыкания допустима при условии, что ни один из параллельно работающих трансформаторов при этом не будет перегружен. 4. Соотношение мощностей параллельно работающих трансформаторов не должно превышать 3:1. Несоблюдение этого требования приводит к перегрузке одного (менее мощного) при недогрузке другого (более мощного) из трансформаторов, в результате чего общая мощность включенных параллельно трансформаторов окажется неиспользованной. Выбор мощности трансформаторов производится исходя из расчётной нагрузки объекта электроснабжения, числа часов использования максимума нагрузки, темпов роста нагрузок, допустимой перегрузки трансформаторов. Мощность силовых трансформаторов должна обеспечивать в нормальных условиях питание всех приёмников электроэнергии. При выборе мощности трансформаторов следует добиваться наиболее целесообразного режима работы и соответствующего обеспечения резервирования питания приёмников при отключении одного из трансформаторов, причём нагрузка трансформатора в нормальных условиях не должна вызывать сокращения естественного срока службы. Надёжность электроснабжения достигается установкой на подстанции двух трансформаторов, которые, как правило, работают раздельно. Совокупность допустимых нагрузок, систематических или аварийных перегрузок определяет нагрузочную способность трансформаторов, в основу расчёта которой положен тепловой износ изоляции трансформаторов. Если не учитывать нагрузочную способность трансформатора, то можно необоснованно завысить выбираемую установленную мощность, что экономически нецелесообразно. Исследования показали, что систематические перегрузки трансформаторов не приводят к заметному сокращению их срока службы. Это объясняется компенсацией недоиспользования трансформатора с нагрузками ниже номинальных. Номинальной мощностью трансформатора называют мощность, на которую он может быть нагружен непрерывно в течение всего срока службы при нормальных температурных условиях окружающей среды.2.1 Исходные данныеТаблица1Нагрузка подстанции в течении суток в нормальном режиме в зимний максимумВремя местное Полная мощность, S (МВА)28,647,768,5810,61012,21211,71412,41614189208227,7246,9Таблица2Нагрузка подстанции в течении суток в нормальном режиме в летний максимумВремя местное Полная мощность, S (МВА)25,144,565,487,3108,2129,31410,6169,41810207,3229,92492.2 Расчет силового трансформатораПо данным таблиц 1 и 2 построим графики нагрузки трансформаторов (рис.1 и рис.2).Рисунок 1Нагрузкаподстанции в течении суток в нормальном режиме в зимний максимумРисунок 2Нагрузкаподстанции в течении суток в нормальном режиме в летний максимумПосле построения графиков полной мощности, необходимо путем суммирования полученных графиков нагрузки построить суммарный график нагрузки подстанции.Необходимые значения заносим в таблицуТаблица3t, ч0-44-88-1212-1616-2020-24S, кВА171629166400640056753826Рисунок 3Суммарный график нагрузки подстанцииИспользуя данные суммарного графика, рассчитаем среднеквадратичнаю мощность Sср.кв, кВА по формуле (2):где 𝑆𝑖−мощность потребителей за определенный промежуток времени,𝑡𝑖− промежуток времени, за который учитывается мощность (4 часа).По значению средней квадратичной мощности принимаем номинальную мощность трансформатора из стандартной шкалы мощности по условию 𝑆ном.тр.≥𝑆ср.кв.Согласно [1] выбираю трансформатор ТМН-6300/35. 6300 кВА≥4834 кВАУсловие выполняется.Наносим на суммарный график нагрузки (рисунок 4) 𝑆ном.тр. в виде прямой линии. Рисунок 4По полученному графику определяем, что количество часов перегрузки h=8 часов.Определяем коэффициент начальной загрузки трансформатора 𝑘1 по формуле (3):где n – число трансформаторов на подстанции.Среднее значение температуры окружающей среды 11℃ по [1]. Зная величины k1, h, способ охлаждения трансформатора и задавшись средним значении температуры t,℃ окружающей среды для определенной местности можно определить коэффициент k2 – коэффициент аварийной перегрузки по [1]:k2=1,4.Выбранный трансформатор проверим на перегрузочную способность по соотношению (4):С учетом развития энергетической системы на 10 лет [4], используем трансформаторы ТДТН-10000/35. Это делается для того, чтобы в будущем можно было заменить трансформатор на подстанции без замены другого оборудования.Напряжение обмотки ВН UВН=36,7 кВ; Напряжение обмотки ВН UНН=6,3 кВ; Потери Pхх=8,5 кВт; Pкз=60 кВт. Uкз=8%; Iкз=0,3%ЗаключениеЭлектрическая подстанция представляет собой большую электрическою схему соединения различных электрических аппаратов (трансформаторов, коммутационных аппаратов, компенсирующих устройств (для выравнивания уровня напряжения и повышения пропускной способности линий электропередач), измерительной аппаратуры, средств автоматики и релейной защиты, и многое другое). Подстанцию включает в себя распределительные устройства, которые в свою очередь подразделяются на открытые и закрытые. При проектировании новой подстанции и модернизации уже действующей необходимо руководствоваться новыми разработками отечественной и зарубежной промышленности. Одной из направлений по внедрению новых технологий является внедрение электрогазовых и вакуумных выключателей, позволяющие заметно уменьшить размеры распредустройств, также внедряется полимерная изоляция, применяемая как на подвесных изоляторах, так и на опорных изоляторах. Применение полимерной изоляции позволяет также сократить размеры подстанции и уменьшить сроки строительства.На основании расчетов выбраны силовые трансформаторы. Проведена проверка силовых трансформаторов на работу в аварийном режиме и в режиме перегрузки. Рассчитана реактивная мощность компенсирующих устройств.Список используемых источниковБирюлин В.И. Электроснабжение промышленных и гражданских объектов : учебное пособие. М. : Инфра-Инженерия, 2022. 204 с.Кобозев В. А. Электрические машины : учебное пособие. М. : Инфра-Инженерия, 2022. 480 с.Куксин А.В. Электроснабжение промышленных предприятий : учебное пособие. М. : Инфра-Инженерия, 2021. 156 с.Ополева Г.Н. Электроснабжение промышленных предприятий и городов: Учебное пособие. М. : Форум, 2022. 416 c.Правила устройства электроустановок, издание 7. М.: Энергия, 2024. 648 с.Школа для электрика. [Сайт]. –URL: http://electricalschool.info//Электронный фонд документов. [Сайт]. – https://docs.cntd.ru/.