Выбор числа и мощности цеховых подстанций

При выборе числа и мощности трансформаторов цеховых подстанций рекомендуется:

• — трансформаторы мощности более 1000 кВ· А применять при наличии группы электроприемников большой мощности (например, электропечей), значительного числа однофазных электроприемников, элетроприемников с частыми пиками нагрузки и в цехах с высокой удельной плотностью нагрузки;
• — стремиться к возможно большей однотипности трансформаторов цеховых подстанций;
• — мощность каждого трансформатора следует выбирать с таким расчётом, чтобы отказом одного трансформатора оставшийся в работе трансформатор мог нести всю нагрузку потребителей 1-й и 2-й категорией. Для этого номинальная мощность трансформаторов двухтрансформаторной подстанции принимается равной 70% от общей расчётной нагрузки цеха (участка). С отказом одного трансформатора второй трансформатор на время ликвидации аварии должен быть загруженным не более чем на 140%, что допускается в аварийных ситуациях;

На основании данных, полученных опытным путём целесообразно использовать двухтрансформаторные подстанции.

Распределим цеха предприятия на четыре группы. Первая образована цехами — № 2, № 3 и № 10; вторая цехами — № 7 и № 9; третья цехами — № 4, № 6, № 5; четвертая цехами — № 1 и № 8.

Учитывая необходимость 100%-ного резервирования приёмников первой категории, а также ответственных приёмников второй категории надёжности, номинальная мощность одного трансформатора из рассматриваемых должна быть:

где максимальная расчётная полная мощность приёмников, запитанных от выбранных трансформаторов с учётом возможного отключения приёмников третьей категории надёжности.

Получим рабочую мощность трансформатора для каждого ТП:

По результатам принимаем два трансформатора по 1600 кВ· А [5]. Паспортные данные трансформаторов приведены в таблицу 9.

Таблица 9. Паспортные данные трансформатора.

Расчёт мощности трансформаторов осуществляется с учётом перегрузочной способности. В свою очередь перегрузка зависит от особенностей графика нагрузок, который характеризуется коэффициентом заполнения графика нагрузок [5], который определяется из выражения:

где средняя расчётная мощность группы приёмников за наиболее загруженную смену, получающих питание от выбранного трансформатора, кВА.

Подставляем значения:

Найдем длительно допустимую нагрузку трансформатора по формуле:

где номинальная паспортная мощность трансформатора, кВ· А.

Возникают ситуации, когда необходимо перегружать трансформатор зимой. Это возможно за счёт снижения нагрузки в летнее время. Если снижена нагрузка трансформатора вообще, то срок службы его увеличивается. На каждый процент недогрузки в летнее время допустима перегрузка на 1% в зимнее время, но перегрузка не должна превышать 15%.

Перегрузочная способность характеризуется коэффициентом загрузки трансформаторов, который определяется по формуле:

Отсюда:

Так как перегрузка не должна превышать 15%, принимаем коэффициент допустимой перегрузки = 0,15 [5]. В результате получаем суммарный коэффициент кратности допустимой перегрузки по формуле:

Подставляем значения:

Суммарная допустимая мощность трансформаторов при их одновременной работе с учетом систематической перегрузки определяется из выражения:

Отсюда: