1.3.2 Построение суммарных графиков нагрузок
Суммарные графики нагрузок построены не только для главной понизительной подстанции, но и для подстанций, которые питают не один потребитель. Так ЦРП питает ТП‑16 (склад ГСМ), ТП‑17 (лок. депо);
РППЦ-АБ питает ТП‑8 (наружное освещение), которое в свою очередь ТП‑5 (вокзал) и ТП‑20 (очистные) и т.д.;
1.4 Расчет мощности трансформаторов
1.4.1 Выбор количества и установленной мощности силовых трансформаторов
В системах электроснабжения предприятий мощность трансформаторов должна обеспечивать в нормальных условиях питание всех приемников электроэнергии. При выборе мощности трансформаторов следует добиваться экономически целесообразного режима работы и соответствующего обеспечения резервирования питания приемников при отключении одного из трансформаторов, причем нагрузка трансформаторов в нормальных условиях не должна (по нагреву) вызывать сокращение естественного срока его службы.
Надежность электроснабжения предприятия достигается за счет установки на подстанции двух трансформаторов, которые, как правило, работают раздельно. При этом соблюдается условие, что любой из оставшихся в работе трансформаторов (при аварии с другим) обеспечивает полностью или с некоторым ограничением потребную мощность. Обеспечение потребной мощности может осуществляться не только за счет использования номинальной мощности трансформаторов, но и за счет их нагрузочной способности [10, 4].
Согласно суточным графикам известны значения максимальной активной мощности потребителей, из которых рассчитывается полная мощность на вторичной стороне трансформаторов.
Полная мощность на вторичной стороне трансформаторов необходима для питания потребителей и определяется, кВА:
, (1.6)
где Pmax - максимальная активная мощность всех подстанций, кВт; cosφ – коэффициент мощности.
Мощность нагрузки на первичной стороне трансформатора с учетом потерь в нем, кВА:
где pпост и pпер – постоянные и переменные потери в стали трансформатора соответственно 1 и 4%; Smax – полная мощность на вторичной стороне трансформаторов, кВА.
Так как на всех подстанциях и распределительных пунктах уже установлены по два трансформатора, проверяется их мощность с учетом роста нагрузок на ближайшие пять лет. Электрические нагрузки предприятий непрерывно растут. От правильной оценки электрических нагрузок зависит рациональность схемы электроснабжения и всех ее элементов. Неучет роста нагрузок приводит к нарушению оптимальных параметров сети. Обследования предприятий различных отраслей промышленности и обработка данных на основе теории вероятностей и математической статистики показали [10], что в большинстве случаев рост максимальных нагрузок достаточно точно описывается линейным законом:
, (1.8)
где, Smax – максимальная мощность нагрузки на первичной стороне трансформатора, кВА;
S(t) – максимальная мощность через t лет, кВА (время t принимается равным пяти годам);
α1 – коэффициент годового роста максимальных нагрузок, принимается равным 0,1.
Зная нагрузки для любого года расчетного периода t, по выбранной методике находятся параметры элементов систем электроснабжения предприятий.
Для примера рассмотрим выбор мощности трансформаторов на ТП‑18 питающейся от главной понизительной подстанции (ГПП) «РТП‑220».
Из суточного графика нагрузок или из таблицы 1 находим максимальную активную мощность, она равна Pmax =960кВт.
По формуле (1.6) определяем полную мощность на вторичной обмотке трансформатора, кВА:
.
кВА.
После этого по формуле (1.7) находим максимальную полную мощность на первичной стороне трансформатора:
Далее определяем максимальную полную мощность, учитывая рост нагрузок:
Выбор мощностей трансформаторов для остальных подстанций сведен в приложение отдельно для ГПП и отдельных потребителей.
Таблица 1.5 – Выбор мощности трансформаторов подстанций, питаемых от ГПП «РТП‑220»
|
Потребитель |
Pmax2, кВА |
Smax2, кВА |
Smax, кВА |
S(t), кВА |
Исходная мощность, кВА |
|
ЦРП |
260,00 |
393,94 |
413,636 |
620,455 |
1х400 |
|
ТП‑18 «Котельная» |
960,00 |
1548,39 |
1625,806 |
2438,710 |
2х1600 |
|
ТП‑16 «Склад ГСМ» |
368,00 |
387,37 |
406,737 |
610,105 |
1х400 |
|
ТП‑17 «Лок-Депо». |
240,00 |
333,33 |
350,000 |
525,000 |
1х1000 |
|
ТП‑55 |
150,00 |
178,57 |
187,500 |
281,250 |
1х250 |
|
ТП‑19 |
59,20 |
83,38 |
87,549 |
131,324 |
1х160 |
|
ТП‑8 |
440,00 |
488,89 |
513,333 |
770,000 |
2х400 |
|
ТП‑20 |
260,00 |
305,88 |
321,176 |
481,765 |
2х250 |
|
ТП‑5 |
824,00 |
915,56 |
961,333 |
1442,000 |
1х630; 1х400 |
|
ТП‑2 |
224,00 |
248,89 |
261,333 |
392,000 |
2х400 |
|
КТП 2 |
150,00 |
178,57 |
187,500 |
281,250 |
1х250 |
|
КТП Мар.лес |
19,00 |
33,93 |
35,625 |
53,438 |
1х100 |
|
КТП ТУСМ |
14,40 |
24,00 |
25,200 |
37,800 |
1х40 |
|
КТП Мишута |
59,20 |
83,38 |
87,549 |
131,324 |
1х160 |
|
КТП Головко |
92,50 |
130,28 |
136,796 |
205,194 |
1х250 |
|
КТП Лесной |
162,50 |
246,21 |
258,523 |
387,784 |
1х250 |
По результатам расчетов видно, что на трансформаторных подстанциях ТП №17, трансформатор, в период максимальной нагрузки остается недогруженным, а на ТП‑16 и ЦРП перегруженным. Предлагаю заменить трансформатор данной подстанции и установить на ТП‑16 трансформатор мощностью 630 кВА, а на ЦРП и ТП‑17 трансформаторы поменять местами, в целях экономии.
1.4.2 Выбор номинальной мощности трансформаторов по кривым нагрузочной способности
Выбор номинальной мощности трансформаторов по старению изоляции производится по упрощенному методу [4]. Его суть заключается в том, что устанавливаются пределы, в которых должна лежать необходимая номинальная мощность. Если пределы первого приближения не попадает ни одно из ряда значений номинальной мощности, выбираем большее ближайшее к верхнему пределу. В том случае, когда в эти пределы попадают два соседних из ряда значений и из них надо выбрать одно, определяют пределы второго приближения, более узкие. Если в этих пределах остается одно значение номинальной мощности, то ее достаточность проверяется расчетом на нагрузочную способность трансформаторов [4].
Если оказывается, что в ряду значений номинальной мощности нет того, которое укладывается в эти пределы, следует брать ближайшее большее; на этом выбор мощности трансформаторов заканчивается.
В том случае, когда в стандарте есть одно или даже два значения номинальной мощности, которые размещаются в этих пределах, следует проверить их достаточность. Для этой цели предлагается преобразовать любой график нагрузки в эквивалентный по количеству выделяемого тепла прямоугольный двухступенчатый. Такой график считается эквивалентным действительному по температуре. На рис. 2 представлен двухступенчатый график нагрузки. В периоды 1 и 3 действует нагрузка Pэ с, а в период 2 – нагрузка Pэ max.
