Цеховые трансформаторные подстанции.

Выбор числа и мощности трансформаторов

Выбор числа трансформаторов, типа и схемы питания подстанций обусловлен величиной и характером электрических нагрузок, размещением нагрузок на генеральном плане предприятия, а также производственными, архитектурно-строительными и эксплуатационными требованиями. Должны учитываться, кроме того, конфигурация производственных помещений, расположение техно­логического оборудования, условия окружающей среды, условия охлаждения, требования пожарной и электрической безопасности и типы применяемого электрооборудования.

Следует широко применять КТП и КРУ. 

Выкатные тележки КРУ рекомендуется применять: а) при подключении крупных и ответственных установках, в которых необходима быстрая взаи­мозаменяемость при повреждении основного коммутационного аппарата — выключа­теля; б) в машинных залах металлургических и химических пред­приятий; компрессорных, насосных и других электромашинных помещениях;. в) в электроустановках с числом камер более 15…20, когда по условиям общей компоновки подстанции возможно дву­стороннее обслуживание камер. 

Камеры типа КСО рекомендуется применять: для подстанций, на которых возможно применение выключателей типа ВМП или выключателей нагрузки типа ВНП; для временных подстанций, строительных площадок и т. п.

Трансформаторные подстанции должны размещаться как можно ближе к центру потребителей. Для этого должны применяться внутрицеховые подстанции, а также встроенные в здание цеха или пристроенные к нему ТП, питающие отдельные цехи (корпуса) или части их.

Трансформаторные подстанции должны размещаться вне цеха только при невозможности размещения внутри его или при рас­положении части нагрузок вне цеха.

Выбранная подстанция должна занимать минимум полезной площади цеха, удовлетворять требованиям электрической и пожар­ной безопасности и не должна создавать помех производственному процессу. Ограждение КТП следует применять в цехах, насыщен­ных оборудованием, или в цехах с интенсивным движением тран­спорта.

Применение внешних отдельно стоящих цеховых подстанций целесообразно:

а) при питании от одной подстанции нескольких цехов, когда пристройка или сооружение самостоятельных под­станций в каждом цехе экономически не оправданы; б) при на­личии- в цехах взрывоопасных производств; в) при невозможности размещения подстанций внутри цехов по соображениям производ­ственного характера

Однотрансформаторные цеховые подстанции применяют при питании нагрузок, допускающих перерыв электроснабжения на время доставки «складского» резерва, или при резервировании, осущест­вляемом по перемычкам на вторичном напряжении.

Двухтрансформаторные цеховые подстанции применяют при пре­обладании потребителей 1-й и 2-й категорий, а также при наличии неравномерного суточного или годового графика нагрузки.

Цеховые подстанции с числом трансформаторов более двух используют лишь при надлежащем обосновании необходимости их применения, а также в случае установки раздельных трансформа­торов для питания силовых и осветительных нагрузок.

Радиальное питание небольших однотрансформаторных подстан­ций (до 630 кВА) производят по одиночной радиальной линии без резервирования на стороне ВН при отсутствии нагрузок 1-й категории.

Взаимное резервирование в объеме 25…30% на однотрансфор­маторных подстанциях следует осуществлять с помощью перемычек на напряжении до 1000В (при схеме «трансформатор — магист­раль») для тех отдельных подстанций, где оно необходимо.

Радиальные схемы цеховых двухтрансформаторных бесшинных подстанций следует осуществлять от разных секций РП, питая каждый трансформатор отдельной линией. Каждую линию и транс­форматор рассчитывают на покрытие всех нагрузок 1-й и основ­ных нагрузок 2-й категорий при аварийном режиме. При отсут­ствии точных данных о характере нагрузок каждая линия и каж­дый цеховой трансформатор можно выбрать предварительно, при­чем мощность трансформатора должна составлять 80—90% от сум­марной расчетной мощности нагрузок, подключаемых к под­станции.

Магистральные схемы  питания  подстанций должны  применяться:

а) при  линейном   расположении   подстанций,   обеспечивающем прямое прохождение магистралей от источника питания до потре­бителей.  Число трансформаторов,  присоединяемых к  одной  маги­страли,   должно   быть   два-три   при   мощности   трансформаторов 1600…2500   кВ-А   и   четыре-пять   при   мощности   250…630   кВА;

б) при необходимости  (по условиям бесперебойности питания)резервирования подстанции от другого источника в случае плано­вого вывода из работы или выхода из строя основного питающего пункта;

в) во всех других случаях, когда магистральные схемы имеют технико-экономические   преимущества   по   сравнению   с   другими схемами.

При выборе числа и мощности трансформаторов подстанций рекомендуется :

1) применять   трансформаторы   мощностью   более   1000   кВА при наличии группы электроприемников большой мощности (напри­мер, электропечей)   или значительного числа однофазных электро­приемников,  а  также  при  наличии электроприемников  с частыми пиками нагрузки  (например, электросварочных установок)  и в це­хах с высокой удельной плотностью нагрузки;

2)      стремиться к возможно большей однотипности трансформаторов цеховых подстанций;

3)     выбирать при двухтрансформаторных подстанциях, а также при  однотрансформаторных  подстанциях  с  магистральной  схемой электроснабжения мощность каждого трансформатора с таким рас­четом, чтобы при выходе из строя одного трансформатора остав­шийся  в работе трансформатор  мог нести  всю  нагрузку потребителей 1-й и 2-й категорий (с учетом допустимых нормальных и аварийных нагрузок); при этом потребители 3-й категории могут временно отключаться. Для этого номинальная мощность транс­форматоров двухтрансформаторной подстанции принимается рав­ной 70% от общей расчетной нагрузки цеха. Тогда при выходе из строя одного из трансформаторов второй на время ликвидации аварии оказывается загруженным не более чем на 140%, что до­пустимо в аварийных условиях.

Электроснабжение потребителей цеха, группы цехов или всего предприятия может быть обеспечено от одной или нескольких ТП. Практикой проектирования электроснабжения установлена целесо­образность сооружения внутрицеховых одно- или двухтрансформаторных подстанций по технико-экономическим показателям, с питанием приемников по схеме «трансформатор — магистраль».

Чтобы выбрать наиболее рациональный вариант электроснаб­жения, обычно рассматривают не менее двух вариантов числа и мощности трансформаторов на подстанции, сравнивая их по тех­нико-экономическим показателям:

Число  и  мощность трансформаторов  можно  выбирать  по:

графику нагрузки потребителя и подсчитанной средней и мак­симальной мощности;

технико-экономическим показателям отдельных намеченных ва­риантов числа и мощности трансформаторов с учетом капитальных затрат и эксплуатационных расходов.

Мощность цеховых трансформаторов с большей точностью мож­но определить по средней потребляемой мощности P_СМ за наибо­лее загруженную смену, а не по максимальной расчетной нагрузке, за исключением резкопеременного графика нагрузки.

Рекомендуется применять следующие коэффициенты загрузки трансформаторов:

а) при   преобладании   нагрузок  2-й   категории  при   двухтрансформаторных подстанциях k_З = 0,654…0,7;

б) при  преобладании   нагрузок  2-й  категории  при   однотрансформаторные подстанциях и взаимном резервировании на вторич­ном напряжении k_З = 0,7…0,8;

в) при преобладании нагрузок 2-й категории при наличии цен­трализованного   (складского)   резерва  трансформаторов,   а   также при нагрузках 3-категории k_З=0,94…0,95.

Коэффициенты загрузки для п. а) и б) установлены исходя из необходимости взаимного резервирования при выходе из работы одного из трансформаторов и с учетом допустимой перегрузки трансформатора, оставшегося в работе.

При малом числе часов использования максимума нагрузки (на предприятиях с односменной работой с неответственными на­грузками, на стройплощадках, .предприятиях с сезонной работой  и др.) целесообразно выбирать трансформатор с минимальной мощностью, используя полностью нагрузочную способность трансформатора, а в случае роста нагрузки предусматривать установку в камере или на фундаменте трансформатора с большей мощ­ностью.

Ориентировочно число и мощность трансформаторов можно вы­брать по удельной плотности нагрузки (кВА/м²) и соответствую­щей расчетной нагрузке объекта (кВА). При удель­ной плотности более 0,2…0,3 кВА/м² и суммарной нагрузке бо­лее 3000…4000 кВА целесообразно применять цеховые трансфор­маторы мощностью соответственно 1600…2500 кВА. При удельной плотности и суммарной нагрузке ниже указанных значений наибо­лее экономичны трансформаторы мощностью 400…630…1000 кВА.

Число и мощность трансформаторов выбирают по перегрузочной способности трансформатора. Для этого по суточному графику нагрузки потребителя устанавливается продолжительность макси­мума нагрузки t (ч) и коэффициент заполнения графика

где S_ср, S_макс— средняя и максимальная нагрузки трансформатора.

По   значениям  k_з.г и   t   определяется   коэффициент   кратности допустимой нагрузки  (рис.9.7): , откуда S_ном=S_макс/k_н