АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция

Выбор трансформаторов для цеховых подстанций

Читайте также:
  1. A) Выборочной совокупностью
  2. I. Выбор температурных напоров в пинч-пунктах и опорных параметров КУ.
  3. II Выбор схемы станции
  4. II этап: запуск программы PowerPoint и выбор режима отображения.
  5. III. Из-за чего шла борьба на выборах?
  6. А) Первичный выбор жизненного пути.
  7. Алгоритмы выбора антибактериальной терапии
  8. Альтернативные издержки и проблема экономического выбора. Кривая производственных возможностей.
  9. Альтернативные модели потребления: модель межвременного выбора И. Фишера, теория перманентного дохода М. Фридмена, гипотеза жизненного цикла Ф. Модильяни
  10. Альтернативные модели потребления: модель межвременного выбора И.Фишера, теория перманентного дохода М.Фридмена, гипотеза жизненного цикла Ф.Модильяни
  11. Анализ исходной системы и выбор методов синтеза САУ с заданными качественными показателями
  12. Анализ одного из произведений Помяловского (по моему выбору)

 

Целью выбора трансформаторов ЗУР является определение типа, количества, единичной мощности каждого, места размещения, способа присоединения со стороны высокого напряжения и выхода на щит (шкаф, магистраль) низкого напряжения. К моменту выбора и раз­мещения полного списка электроприемников 1УР не требуется и он обычно еще отсутствует, как и количество шкафов 2УР.

Выбор типа трансформаторов осуществляется в зависимости от требований окружающей среды. Для наружной установки применяют масляные трансформаторы. Для внутренней установки также преимущественно рекомендуется применение масляных трансформаторов, но с ограничениями по количеству и мощности. Для внутрицеховых под­станций с трансформаторами сухими или с негорючим жидким (твер­дым) диэлектриком мощность трансформаторов, их количество, рас­стояние между ними, этаж, на котором они могут быть установлены, не ограничиваются.

Трансформаторы с охлаждением негорючей жидкостью целесообраз­но применять в тех производственных помещениях, где по условиям среды, по количеству, значению, мощности и этажности нельзя приме­нять масляные трансформаторы. Сухие трансформаторы мощностью не более 630-100 кВ • А применяют главным образом в административ­ных и общественных зданиях, где возможны большие скопления лю­дей, а также на испытательных станциях, в лабораториях и других установках с ограничениями по условиям пожарной безопасности.

Главное преимущество этих трансформаторов заключается в отсутствии горючего масла. Поэтому их можно устанавливать непосредственно в производственных и других помещениях без ограничения сум­марной мощности, а также в необычных местах, например в подвале.

 

С учетом токсичности и экологической опасности хлордифениловых и большинства других негорючих жидкостей (такие трансформаторы все еще эксплуатируются) рекомендуется замена трансформаторов во всех случаях. Сухие трансформаторы небольшой мощности легко раз­местить в помещениях, на колоннах, антресолях и т. п., так как они не содержат охлаждающей жидкости и, следовательно, не требуют устройства маслосборников. Их применение целесообразно, например, для питания освещения при системе раздельного питания силовых и осветительных нагрузок. Сухие трансформаторы обладают повы­шенным раздражающим шумом, что следует учитывать при установке трансформаторов в местах с возможным присутствием людей.

Практика проектирования и эксплуатации показывает, что число типов и исполнений трансформаторов, применяемых на одном пред­приятии, необходимо ограничивать, так как разнообразие их создает неудобства в эксплуатации и вызывает дополнительные затраты на электроремонт, осложняет резервирование и взаимозаменяемость. Разнообразие отражает техноценологические свойства электрического хозяйства и не может быть уничтожено. Оно описывается выражением (2.31) и может быть сокращено или увеличено в пределах, разрешен­ных законом информационного отбора.

Выбор числа и мощности трансформаторов для промышленных предприятий определяется применением одно- и двухтрансформатор-ных цеховых подстанций. Это позволяет создавать и рассматривать различные варианты схемы электроснабжения. Число Nтр трансформа­торов ЗУР определяется нагрузкой цеха, исключая высоковольтную нагрузку, и требованиями надежности электроснабжения:

где Sр - полная расчетная нагрузка объекта, для которого определя­лись Ртах и cosj при расчете нагрузок; к з — коэффициент загрузки; Sном - номинальная мощность трансформатора.

Наиболее простым и дешевым решением является применение однотрансформаторных цеховых подстанций. На крупных предприятиях, имеющих складской резерв трансформаторов, их можно применять для питания электроприемников III и даже II категории. Однотрансформаторные подстанции могут применяться и для питания электроприем­ников I категории, если мощность последних не превышает 15—20% мощности трансформатора и возможно резервирование подстанций на вторичном напряжении перемычками с АВР. Правила проектирова­ния и общая тенденция повышения надежности электроснабжения ве­дут к установке двухтрансформаторных подстанций и для рассматри­ваемых случаев, т. е. к обеспечению всех потребителей как потребите­лей I категории. При установке однотрансформаторных подстанций они могут быть закольцованы на стороне 0,4 кВ (соединены магистра-

 

лями или кабельными перемычками). Это обеспечивает сохранение электроснабжения при отключении любого трансформатора и воз­можность загрузки каждого трансформатора до номинального значе­ния, считая за расчетную нагрузку не максимум Ртах [см. (2.33)], а среднюю рс.

Двухтрансформаторные цеховые подстанции применяются при пре­обладании электроприемников I и II категорий и в энергоемких цехах предприятий при большой удельной мощности нагрузки [см. (2.36)], достигающей 4кВт/м2 и более.

Число и мощность трансформаторов цеховых подстанций являются взаимосвязанными величинами, поскольку при заданной расчетной на­грузке цеха Рр число трансформаторов будет меняться в зависимости от принятой единичной мощности КТП [см. (5.1)]. При выборе цехо­вых трансформаторов обычно приходится сравнивать трансформаторы КТП единичной мощностью 630, 1000, 1600, 2500 кВ • А. Увеличение единичной мощности снижает общее количество устанавливаемых трансформаторов, но увеличивает протяженность сетей к 2УР и 1УР, а также затраты на коммутационную аппаратуру и др., связанные с ростом токов КЗ. Практика проектирования и эксплуатации отдает предпочтение трансформаторам 1000 кВ • А (ив меньшей степени 630 кВ • А), считая эту мощность оптимальной.

Число и мощность трансформаторов зависят от распределения на­грузок по площади цеха, наличия места для расположения цеховых подстанций, характера и режима работы электроприемников. Выбор цеховых трансформаторов осуществляется одновременно с решением задачи компенсации реактивной мощности цеховых потребителей электроэнергии (см. гл. 11). Для крупных цехов и комплексов вы­бор единичной мощности трансформаторов ЗУР целесообразно осуще­ствлять на основе технико-экономического сравнения вариантов. Зна­чительное влияние на результаты расчетов оказывают стоимость ак­тивных потерь в трансформаторах и разница в стоимости трансформа­торов D К Tp, которая для КТП значительна.

Не учитывая влияния компенсации реактивной мощности на выбор цеховых трансформаторов, сравним приведенные затраты (см. гл. 15) двух вариантов:

где Е — коэффициент эффективности дополнительных капитальных вложений, Е = Ен + D З/D К; К Tpl. КTp2 - капитальные затраты на

 

 

трансформаторы; Рx, рк потери холостого хода и КЗ трансформато­ров; Sср, Sном.тр.1,2 Средняя нагрузка и номинальная мощность трансформаторов; индексы 1 и 2 относятся к трансформаторам мень­шей и больней мощности соответственно.

Разница в приведенных затратах, найденных в выражении (5.2),

С0 — удельная стоимость потерь активной мощности, руб/ (кВт • год). Коэффициент k для шкалы номинальных мощностей цеховых транс­форматоров равен 1,6. Поэтому при сравнении трансформаторов, со­седних по шкале номинальных мощностей, Рк = Рк2 / 1,62Рк1

Если при проведении расчетов по формуле (5.3) получим DЗ = 0, то это значит, что два варианта номинальной мощности цеховых трансфор­маторов являются равноценными. При принятии решения в таком слу­чае необходимо учесть компенсацию реактивной мощности и рост на­грузки цеха на перспективу. При проведении расчетов часть данных (по состоянию на 1990 г.) может быть взята из табл. 5.1. Нормативный коэффициент Е н = 0,12; Sср может быть найдено с учетом отношения

 

 

числа часов включения трансформатора в году TГ к числу часов исполь­зования максимума по 5УР или 4УР: S ср = SHOM TГ / Ттах.

К выбору номинальной мощности трансформаторов S ном возможен и несколько иной подход, учитывающий другие составляющие при расче­те минимума приведенных затрат на сеть:

 

где 3в (Sном) = Ав + B(Sном) - суммарные приведенные затраты на сеть высшего напряжения для данного предприятия; Зп(S ном) п + П (Sном) - на подстанции; 3HOM(SHOM) = Аном + Н(Sном) - на сеть низшего напряжения; Ав, Ац, Аном - постоянные составляющие соответствующих затрат; В (SHOM), П(Sном), Н(Sном) - их перемен­ные составляющие; Ав > Аном, так как являются неубывающими функциями номинальной мощности напряжения сети; В (SHQM) - не возрастающая, Н(Sном) - неубывающая функция номинальной мощности трансформаторов подстанций для данного предприятия. Скоро­сти изменения функций В и Н обратно пропорциональны напряжениям (или квадратам напряжений), поэтому наименьшее значение суммы 3в (Sном)+ 3ном (Sном) достигается при значениях Sн, близких к максимальной номинальной мощности потребителя низшего напря­жения.

При каждой заданной суммарной нагрузке предприятия S сущест­вует значение номинальной мощности трансформаторов подстанций, которое определяется минимумом суммарных приведенных затрат на строительство сетевых узлов (подстанций и распределительных устройств). С ростом номинальной мощности в единице удельная стоимость трансформаторов на 1 кВ • А уменьшается, поэтому при обычно используемых коэффициентах загрузки k3 (заданной сумме номинальных мощностей трансформаторов) с уменьшением их числа суммарные капитальные вложения в трансформаторы снижаются. Однако при этом возрастает стоимость коммутационной аппаратуры низ­шего напряжения, которая начинает составлять все большую часть капиталовложений в сеть низшего напряжения (и подстанций). После не­которого значения номинальной мощности трансформатора аппаратура низшего напряжения должна быть устойчива к действию значительных токов короткого замыкания, что делает ее стоимость соизмеримой со стоимостью трансформаторов. Это приводит к увеличению удельной (на 1 кВ • А) стоимости подстанций с учетом аппаратуры для подклю­чения трансформаторов и обеспечивает существование минимума сум­марных приведенных затрат на сетевые узлы.

Этот минимум отвечает предельной (наибольшей) номинальной мощ­ности трансформаторов, которая достаточно близка к оптимальной, так как для современных крупных промышленных предприятий зна-

 

чение предельной мощности трансформаторов отвечает пологой неубывающей части зависимости 3в (Sн) + Зн (Sн). Предельная номинальная мощность трансформаторов ограничивает сверху число допустимых близких к оптимальному вариантов промышленной электрической сети. Приведенные затраты на подстанции, содержащие все вместе п трансформаторов одинаковой номинальной мощности Sн, имеют вид

где ез = 0,216 — сумма отчислений от капиталовложений К (на трансформаторы и аппаратуру высшего и низшего напряжений для подключения их на подстанции), приходящихся на трансформаторную единицу, включающая нормативные и амортизационные отчисления; ут=а + + ВТ, у Т = а + вt — стоимость электрической энергии по двухставочному тарифу, тыс. руб. год, приведенная к 1 кВт мощности потерь холостого хода D Рх и нагрузочных DРК трансформатора соответственно; состав­ляющие тарифа: а — за 1 кВт в максимуме энергосистемы; b — за 1 кВт · ч; Т — время включения трансформатора в год, ч; t время максимальных потерь в год, ч; Кз = 0,6 ¸1.

Путем подставления (5.1) в (5.5) и использования справочных данных по DРх и DРк, а также укрупненных сведений по капитальным вложениям и тарифам в табл. 5.1 получены данные, аналогичные данным для трансформаторов внутрицеховых комплектных трансформаторных подстанций. Из таблицы следует, что минимум 3П(Sном) достигается при shоm = 1000 кВ • А. Эта мощность является предельной номиналь­ной мощностью цеховой КТП. Она также отвечает минимальным капи­тальным вложениям в КТП на 1 кВ • А. Применение КТП с трансформа­торами 1600 и 2500 кВ • А может быть оправдано лишь серьезными техническими соображениями (необходимость обеспечения пуска крупных двигателей, наличие больших сосредоточенных нагрузок на малой площади и т. п.), так как приводит к увеличению капиталовло­жений соответственно на 79,5 и 68,5% только в КТП (не считая сети низшего напряжения).

Оптимальный коэффициент загрузки Кз.опт трансформатора КТП

получается как выражение для минимальных приведенных затрат на 1 кВ • А номинальной мощности трансформатора.

Вычисления показывают, что оптимальной загрузке отвечает Кз.опт = 0,755 (при у Т= уt = 0,256 тыс. руб/кВт в год) и более.

В проектной практике цеховые трансформаторы часто выбирают

 

 

без технике-экономических расчетов, пользуясь коэффициентами за­грузки трансформаторов и расчетной нагрузки цеха. Для двухтрансфор-маторных цеховых подстанций при преобладании нагрузок I категории коэффициент загрузки трансформаторов Кз принимается в пределах 0,6-0,7. Для однотрансформаторных подстанций при наличии взаимно­го резервирования по перемычкам с другими подстанциями на вторич­ном напряжении мощность трансформаторов выбирается с учетом сте­пени резервирования. Коэффициент загрузки цеховых трансформаторов может быть принят: при преобладании нагрузок II категории 0,7—0,8, а при нагрузках III категории 1.

Однако такой подход к выбору трансформаторов во многих случаях приводит к неэкономичным решениям, так как в условиях неполноты исходной информации имеют место ошибки в определении расчетных нагрузок цехов (завышение расчетных нагрузок) и, кроме того, расчетная нагрузка цеха или предприятия достигается не сразу в первый год эксплуатации, а постепенно.

В последние годы ведется поиск наиболее эффективных методов выбора мощности цеховых трансформаторов. Один из подходов к ре­шению этой задачи основывается на применении комплексного метода расчета электрических нагрузок, прогнозирующего увеличение нагруз­ки во времени и в зависимости от технологических показателей объек­та. Тогда можно использовать удельную плотность нагрузки, которая для промышленных предприятий растет во времени. При этом число трансформаторов NТР, связано с их номинальной мощностью следующим образом:

где Sном.э экономически целесообразная номинальная мощность трансформатора.

Значение shom в выражении (5.7) принимается в зависимости от удельной плотности расчетной нагрузки:

Если SУД ³ 0,4 кВ • А/м2, то независимо от требований надежности электроснабжения целесообразно применять двухтрансформаторные подстанции. Выражение (5.7) не означает, что если вначале целесообраз­на установка трансформаторов 1000 кВ • А, то через 5 лет они заменят­ся на большие при росте нагрузок. Обычно осуществляют дополнитель­ную установку трансформаторов, стараясь сохранить тип и мощность.

Трансформаторы мощностью 630 кВ • А и менее рекомендуется применять для питания вспомогательных цехов и участков предприятий.

 

 


1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 | 22 | 23 | 24 | 25 | 26 | 27 | 28 | 29 | 30 | 31 | 32 | 33 | 34 | 35 | 36 | 37 | 38 | 39 | 40 | 41 | 42 | 43 | 44 | 45 | 46 | 47 | 48 | 49 | 50 | 51 | 52 | 53 | 54 | 55 | 56 | 57 | 58 | 59 | 60 | 61 | 62 | 63 | 64 | 65 | 66 | 67 | 68 | 69 | 70 | 71 | 72 | 73 | 74 | 75 | 76 | 77 |

Поиск по сайту:



Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Студалл.Орг (0.006 сек.)