Выбор номинальной мощности силового трансформатора по заданному графику нагрузки

Выбор мощности трансформаторов производится на основании расчётной нагрузки в нормальном режиме работы с учётом режима работы энергоснабжающей организации по реактивной мощности. В послеаварийном режиме для надёжного электроснабжения потребителей предусматривается их питание от оставшегося в работе трансформатора. При этом часть неответственных потребителей с целью снижения нагрузки трансформатора может быть отключена.

Для подсчёта допустимой систематической нагрузки действительный график (рис. 1) преобразуется в эквивалентный двухступенчатый график.

Рис. 1 – Суточный график нагрузки

 

Предполагая, что мощность трансформатора неизвестна, для преобразования графика используется приближённый подход. Для этого находят среднюю нагрузку из суточного графика по формуле

. (1)

 

На исходном графике нагрузки (рис. 1) трансформатора выделяют пиковую часть из условия S_пик > S_ср и проводят линию номинальной мощности трансформатора S_ном, она же линия относительной номинальной нагрузки К = 1. Выделяют на графике участок перегрузки продолжительностью h ’.

Оставшуюся часть исходного графика с меньшей нагрузкой разбивают на т интервалов Ä t_j, а затем определяют значения S_1, S₂, S_m.

Рассчитывают коэффициент начальной нагрузки К₁ эквивалентного графика по формуле

, (2)

 

где S_н1 – начальная нагрузка, МВ×А;

S₁, S₂, …, S_m – значения нагрузки в интервалах Ät_1, Ät_2, …, Ät_m.

Участок перегрузки h’ на исходном графике нагрузки разбивают на р интервалов Ä h_p в каждом интервале, а затем определяют значения , , .

Рассчитывают предварительное превышение перегрузки эквивалентного графика нагрузки в интервале h =Äh₁+Äh₂ +…+ Äh_р по формуле

 

. (3)

Полученное значение сравнивают с =1,40 (рис. 1) исходного графика нагрузки: < 0,9× . При невыполнении условия корректируют продолжительность перегрузки по формуле

 

. (4)

Максимально допустимая систематическая нагрузка определяется при условии, что наибольшая температура обмотки +140 ⁰С, наибольшая температура масла в верхних слоях +95 ⁰С и износ изоляции за время максимальной нагрузки такой же, как при работе трансформатора при постоянной номинальной нагрузке, когда температура наиболее нагретой точки не превышает +108 ⁰С [19].

По полученным значениям К₁ и h (ч) при средней температуре охлаждающей среды за время действия графика q_охл (⁰С) по [19, П.I] определют допустимое значение перегрузки . Делается вывод о допустимости систематической перегрузки.

Номинальная мощность силового трансформатора находится из выражения

 

. (5)

 

На основании выполненного расчёта принимают к рассмотрению варианты мощностей силовых трансформаторов.

Коэффициент загрузки трансформаторов в часы максимума нагрузки определяют по формуле

 

. (6)

Затем рассчитывают предварительное превышение перегрузки эквивалентного графика нагрузки по формуле (3)

Полученное значение сравнивают с (рис. 1) исходного графика нагрузки: < 0,9× . При необходимости корректируется продолжительность перегрузки по формуле (4)

Допустимая систематическая перегрузка за счёт неравномерности суточного графика К_,доп определяется по[19, П.табл.I] при h (ч), уточнённом значении К_з1 и средней температуре охлаждающей среды за время действия графика q_охл (⁰С). Делается вывод о допустимости систематической перегрузки.

В случае допустимости систематической перегрузки определяется возможность перегрузки намеченных трансформаторов при выходе из строя одного из них. Допустимая аварийная перегрузка определяется предельно допустимыми температурами обмотки (140⁰С) и температурой масла в верхних слоях (115 ⁰С). Длительные аварийные перегрузки масляных трансформаторов допускаются в соответствии со следующим правилом: трансформатор можно перегружать на 40% сверх номинального тока в течение не более 5 суток подряд на время максимумов нагрузки общей продолжительностью не более 6 часов в сутки при условии, что коэффициент предшествующей нагрузки не превышает 0,93.

При отключении одного трансформатора расчетный коэффициент аварийной перегрузки составит К_,ав. Допустимый коэффициент аварийной перегрузки Kав доп находят по [19, П.табл.H.1] в зависимости от h (ч) при средней температуре охлаждающей среды за время действия графика q_охл (⁰С). Делается вывод о допустимости аварийной перегрузки.