Выбор трансформаторов. 
Система электроснабжения строительной площадки двенадцатиэтажного дома

В системах электроснабжения промышленных предприятий главные понизительные и цеховые подстанции используют для преобразования и распределения электроэнергии, получаемой обычно от энергосистем. На всех подстанциях для изменения напряжения переменного тока служат силовые трансформаторы различного конструктивного исполнения, выпускаемые в широком диапазоне номинальных мощностей и напряжений.

Выбор трансформаторов заключается в определении их требуемого числа, типа, номинальных напряжений и мощности, а также группы и схемы соединения обмоток.

Цеховые трансформаторные подстанции (ТП) в настоящее время часто выполняются комплектными (КТП), и во всех случаях, когда этому не препятствуют условия окружающей среды и обслуживания, устанавливаются открыто. Правильное определение числа и мощности цеховых трансформаторов возможно только с учетом следующих факторов: категории надежности электроснабжения потребителей; компенсации реактивных нагрузок на напряжении до 1 кВ; перегрузочной способности трансформаторов в нормальном и аварийном режимах; шага стандартных мощностей; экономичных режимов работы трансформаторов в зависимости от графика нагрузки.

Выбор требуемого числа трансформаторов Обычно на подстанции выбирают один или два трансформатора.

При этом однотрансформаторные подстанции выбирают:

• — для питания электроприемников, допускающих питание только от одного нерезервированного источника (электроприемников III категории);
• — для питания электроприемников любых категорий через замкнутые сети, подключенные к двум или нескольким подстанциям (или через незамкнутые сети, связанные между собой резервными линиями).

Два трансформатора устанавливают на подстанциях, питающих электроприемники I или II категории и не имеющих на вторичном напряжении связи с другими подстанциями.

Чтобы оба трансформатора могли надежно резервировать друг друга, их запитывают от независимых источников по не зависящим друг от друга линиям. Ввиду того, что взаимное резервирование трансформаторов должно быть равнозначным, их выбирают одинаковой мощности.

Выбор конструктивного исполнения трансформаторов По конструктивному исполнению трансформаторы делят на масляные, заполненные синтетическими жидкостями и сухие /3/. Первые из них обладают хорошим отводом тепла от обмоток и сердечника, хорошей диэлектрической пропиткой изоляции, надежной защитой активных частей от воздействия окружающей среды, дешевизной. Их недостаток — возможность возникновения пожара, взрыва или выброса продуктов разложения масла при случайном повреждении изоляции, приводящая к дуговому короткому замыканию (КЗ) внутри бака трансформатора, особенно при отказе или неправильном срабатывании защиты. Поэтому такие трансформаторы используют для наружной установки или для установки в специальных трансформаторных помещениях подстанций.

Если трансформаторы должны устанавливаться внутри цеха в целях приближения ТП к центру электрических нагрузок, то по соображениям пожарной безопасности используют сухие (безмасляные) трансформаторы. Условия охлаждения таких трансформаторов хуже, чем у масляных, поэтому плотность тока в их обмотках меньше, а габариты, расход активных материалов и стоимость соответственно больше. Следовательно, выбор типа трансформатора (масляного или сухого) является технико-экономической задачей.

В сухих трансформаторах используют различные изоляционные материалы. Наиболее надежной считается литая изоляция из затвердевающих синтетических смол и, обычно на две трети, кварцевого порошкового заполнителя.

К 1 категории относят электроприёмники, перерыв электроснабжения которых может повлечь за собой: опасность для жизни людей, значительный ущерб народному хозяйству, повреждение дорогостоящего основного оборудования, массовый брак продукции, расстройство сложного технологического процесса, нарушение функционирования особо важных элементов коммунального хозяйства. Электроприёмники должны обеспечиваться электропитанием от 2 и более источников, причём перерыв в электроснабжении допускается на время АВР 1 — 2 сек.

Во 2 категорию входят электроприёмники, перерыв электроснабжения которых приводит к массовому недоотпуску продукции, массовым простоям рабочих, механизмов и промышленного транспорта, нарушению нормальной деятельности значительного числа городских и сельских жителей. Для приёмников перерыв питания допускается на время необходимое для включения резерва, но не более 1 — 2ч.

К 3 категории относят все остальные электроприёмники, не подходящие под определение к 1 и 2 категорий. Это главным образом различные вспомогательные механизмы в основных цехах, цеха несерийного производства. Перерыв на всё время ремонта, но не более чем на 1 сутки.

Суммарная нагрузка стройплощадки:

Р_р=105,9 кВт,.

Q_р=76,8 кВАр.

Так как все электроприёмники имеют 2 категорию по надёжности электроснабжения, то для обеспечения их надёжного электроснабжения принимаем к установке на КТП два трансформатора.

S_{расч.тр}==75,64 кВА.

Принимаем к установке два трансформатора ТМГ-100/10/0,4 У1, Y/Y_H-0. [3].

Определяем реактивную мощность, которую целесообразно передавать через силовой трансформатор из сети 10 кВ в сеть 0,4 кВ.(5).

Q_т=;

Q_т==65,6 кВАр.

Находим мощность низковольтных компенсирующих установок (НКУ): (2).

Q_НКУ1=Q_У — Q_т,.

Q_НКУ1=82,7−65,6=17,1 кВАр.

Мощность НКУ, необходимых для сведения потерь электроэнергии в распределительной сети к минимуму:

Q_НКУ2=Q_У — Q_НКУ1 -N•S_т.ном.

Расчётный коэффициент зависит от схемы питания КТП и расчётных параметров К_р1 и К_р2, К_р1=9, К_р2=2. Для данных значений =0,4. (4).

Принимаем, что ТП получает питание по радиальной схеме, тогда =0,42, следовательно:

Q_НКУ2=82,7−17,1−0,42•2100= ?18,4 кВАр. (2).

Так как значение Q_нк20, то принимается Q_нк2=0.

Q_нк=Q_нк1+Q_нк2,.

Q_нк=17,1+0=17,1 кВАр.