ВЫБОР СИЛОВЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ

Трансформатор является одним из важнейших элементов электрической сети. Передача электрической энергии на большие расстояния от места ее производства до места потребления требует в современных сетях не менее чем шестикратной трансформации в повышающих и понижающих трансформаторах [3].

Выбор числа трансформаторов на подстанции определяется категорийностью потребителя. От рассчитываемой в данном курсовом проекте подстанции питаются потребители: первой и третьей категории. Согласно [1] для потребителя первой категории необходимо два независимых источника, а для третьей категории – достаточно одного.

Рассмотрим два варианта выбора трансформатора для заданной подстанции.

1. Два трехобмоточных трансформатора (рис. 2.1.).

 

 

Рис. 2.1. Первый вариант выбора трансформаторов.

 

ВН – обмотка высшего напряжения (110 кВ), мощность подключенная на данную обмотку равна 78,6 МВА.

СН – обмотка среднего напряжения (35 кВ), мощность подключенная на данную обмотку равна 63,35 МВА.

НН – обмотка низкого напряжения (6 кВ), мощность подключенная на данную обмотку равна 15,25 МВА.

С.Н. – мощность затрачиваемая на собственные нужды подстанции
(3 МВА).

Номинальная мощность одного трансформатора находится по формуле (2.1):

S_расч = , (2.1)

S_расч =56,1 МВА.

Исходя из найденных значений, выберем два трехобмоточных трансформатора одного типа и занесем их в табл. 2.1.

 

Таблица 2.1.

 

Трехфазные трехобмоточные трансформаторы 110 кВ

 

Параметры	Величина
Марка трансформатора	ТДТН – 63000/110
Номинальная мощность Sном, МВА
Напряжение ВН Uном вн , кВ
Напряжение СН Uном сн , кВ	38,5
Напряжение НН Uном нн , кВ	6,5
Потери мощности холостого хода ∆P0, кВт
Потери при коротком замыкании ∆Pк, кВт
Ток холостого хода I0, %	0,85
Напряжение короткого замыкания Uк в-с, Uк в-н , Uк с-н , %	10,5; 17; 6
Цена Cтр1, тыс. руб.
Количество n, шт.

 

 

2. Три двухобмоточных трансформатора (рис. 2.2).

 

 

 

 

 

 

Рис. 2.2. Второй вариант выбора трансформаторов.

 

Номинальная мощность трансформатора Т1 и Т2 находится по формуле (2.1): S_расч = 56,1 МВА.

Номинальная мощность трансформатора Т3 находится по формуле (2.2).

S_расч = S_ср2 + S_с.н. , (2.2)

S_расч = 15 МВА.

Исходя из найденных значений, выберем три двухобмоточных трансформаторов (первый и второй одного типа) и занесем их в табл. 2.2..

 

Таблица 2.2.

Трехфазные двухобмоточные трансформаторы 110 кВ

Параметры	Величина
Марка трансформатора	ТДН – 60000/110	ТРДН – 15000/110
Номинальная мощность Sном, МВА
Напряжение ВН Uном вн , кВ		38,5
Напряжение НН Uном нн , кВ	6,3	6,6
Потери мощности холостого хода ∆P0, кВт

 

Окончание табл. 2.2.

 

Потери при коротком замыкании ∆Pк, кВт
Ток холостого хода I0, %	0,8
Напряжение короткого замыкания Uк , %	10,5	8,2
Цена Cтр2, тыс. руб.
Количество n, шт.

 

Произведем экономический расчет обоих вариантов выбора трансформаторов и выберем вариант при котором капитальные затраты будут меньше.

Капитальные затраты для первого варианта находятся по формуле (2.3).

К₁=∑С_тр1, (2.3)

К₁=308 тыс.руб.

Капитальные затраты для второго варианта находятся по формуле (2.3).

К₂=324 тыс.руб.

Разница в затратах составляет около 12 %, т.е. к установке принимаем первый вариант выбора трансформаторов.

Произведем расчет коэффициентов загрузки для выбранных трансформаторов.

Коэффициент загрузки в нормальном режиме:

К_з = S_п/ст/2∙ S_{ном тр}, (2.4)

К_з=0,7.

Коэффициент загрузки в аварийном режиме (при отключении одного из трансформатора):

К_з.ав = (S_п/ст - S_ср2)/ S_{ном тр}, (2.5)

К_з.ав=1,03.

Аварийная перегрузка допускается в исключительных случаях и регламентируется ГОСТом по току в зависимости от длительности перегрузки на величину коэффициента допустимой перегрузки. Длительная перегрузка допускается током превышающим 5 % значения номинального тока, если при этом напряжение ни на одной из обмоток не превышает номинального.