Gocapital.ru

Мировой кризис и Я
7 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Расчет трансформаторной подстанции

Расчет трансформаторной подстанции

В технических условиях на электроснабжение все чаше можно встретить требование проверки существующей ТП на дополнительную нагрузку. Как выполнить такую проверку? Сейчас обо всем расскажу и представлю свою простую программу, которая часть работы возьмет на себя.

Методика расчета нагрузок питающей линии трансформаторной подстанции.

Городские подстанции служат для питания жилых и общественных зданий и помещений.

Самое трудное при таком расчете – сбор исходных данных.

В первую очередь в электрических сетях необходимо взять электрическую схему на ТП. К сожалению, на той схеме не указываются расчетные мощности, а лишь указаны названия (адреса), подключаемых объектов.

Если дом старый, то найти какую-нибудь документацию на этот дом не так просто.

Как вариант, можно выехать на место и посмотреть, сколько квартир в жилом доме. У нас на каждом доме висит паспорт объекта, где указана информация о количестве квартир. Следует иметь ввиду, что большие дома могут быть разделены на несколько секций и могут быть подключены от разных ТП.

После того как собрали (рассчитали) расчетные мощности каждого здания можно приступить непосредственно к расчету.

В чем заключается суть расчета?

Если у нас двухтрансформаторная подстанция, то нужно проверить аварийный режим на допустимые аварийные перегрузки трансформатора, т.е. посчитать коэффициент загрузки трансформатора в аварийном режиме. Если трансформатор допускает перегрузки с учетом дополнительной (проектируемой) нагрузки, то трансформаторная подстанция не подлежит замене трансформаторов.

Расчетную нагрузку трансформаторной подстанции можно найти по формуле:

Рр = Рзд.макс + K1·Рзд1 + К2·Рзд2 + … + Кn·Рзд.n,

где Рзд.макс — наибольшая из электрических нагрузок зданий, питаемых линией (трансформаторной подстанцией), кВт;

Рзд1, …, Рзд.n — расчетная электрическая нагрузка каждого здания (1, …, n), кроме здания, имеющего наибольшую нагрузку Рзд.макс, питаемого линией (трансформаторной подстанцией), кВт;

К1, . Кn — коэффициенты несовпадения максимумов электрических нагрузок, учитывающие долю электрических нагрузок общественных здании (помещений) и жилых домов (квартир и силовых электроприемников) в наибольшей расчетной нагрузке Рзд.макс, принимаемые по таблице 19 (ТКП 45-4.04-149-2009) или таблице 6.13 (СП 31-110-2003).

Чтобы было более понятнее приведу самый простой пример. Пусть у нас имеется два жилых дома: жилой дом с электрическими плитами -100 кВт и жилой дом с газовыми плитами – 70 кВт.

Рр=100+0,9*70=163 кВт, К1=0,9 – выбран по таблице.

Но, в данном расчете есть один нюанс, о котором ничего не сказано.

Например, имеется 3 дома с газовыми плитами:

1 100 квартир, Руд=1,13 кВт;

2 100 квартир, Руд=1,13 кВт;

3 200 квартир, Руд=1,03 кВт;

Упростим расчет и не будем учитывать лифты и другую мелкую нагрузку.

Рр(100)=113 кВт, Рр(200)=206 кВт.

Посчитаем нагрузку согласно нашей методике расчета:

Я считаю, что такой расчет дает завышенную расчетную мощность и при расчете однотипные дома необходимо объединять в одно здание.

400 квартир – Руд=0,95, следовательно Рр=0,95*400=380 кВт.

Несмотря на то, что мои мысли идут немного в разрез предложенной методике нормативных документов, я считаю, что так будет правильнее.

Разумеется, объединять квартиры с электрическими плитами и на газу не в коем случае нельзя.

Это называется манипуляции с расчетом Где надо завышаем мощность либо наоборот – занижаем.

Для ускорения расчета я сделал простую программу. Внешний вид представлен ниже:

Программа для расчета нагрузок ТП

Сначала выбираем из выпадающего списка мощность трансформатора, а затем заполняем таблицу.

Внизу таблицы выводится коэффициент загрузки трансформатора.

Условия получения программ смотрите на странице МОИ ПРОГРАММЫ.

Назначение, мощность и виды трансформаторной подстанции

Расчетная мощность трансформаторной подстанции – основной эксплуатационный показатель распределительного устройства, определяющий эффективность его работы.

Назначение

Прежде чем понять, что такое мощность подстанции – следует разобраться с назначением этой энергетической установки. Трансформаторная подстанция (ТП) предназначается для получения, преобразования и последующего распределения энергии по потребительским нагрузкам. Входящее в ее состав электротехническое оборудование должно:

  • гарантировать бесперебойную поставку электроэнергии рядовому потребителю;
  • обеспечивать своевременное перераспределение мощности между конечными нагрузками;
  • предусматривать возможность расширения схемы (с учетом роста числа нагрузок).

В основу функционирования ТП заложен принцип понижения поступающего по высоковольтным линиям напряжения до приемлемого для поставки потребителю уровня (380 Вольт линейное и 220 Вольт – фазное). Основной функциональный показатель электроустановок типа ТП – их мощность, достаточная для гарантированного обеспечения электроэнергией без «проседания» напряжения в сети.

Достичь этого удается правильным выбором расчетных показателей как самого станционного оборудования, так и параметров распределительных линий с подключенными к ним нагрузками.

Устройство подстанций

Основным функциональным узлом ТП является понижающий трансформатор, для нормальной работы которого в составе подстанции предусмотрено следующее оборудование:

  • приборы высоковольтной защиты (разрядники и пробойники);
  • выключатели различного типа;
  • ограничители перенапряжения;
  • трансформаторы тока и напряжения;
  • линейные шинные секции;
  • приборы для снятия показаний и учёта электроэнергии.
Читать еще:  Коды расчетного листка

Помимо этого любая подстанция содержит в своем составе устройства контроля, системы энергопитания для собственных нужд и другое вспомогательное оборудование.

Виды ТП

Известно множество разновидностей распределительных трансформаторных подстанций, различающихся по мощности, месту расположения и своему устройству. Среди них можно выделить следующие основные типы:

  • ТП мощностью до 40 кВт, используемые для подачи электроэнергии на небольшие объекты.
  • Мощные распределительные комплексы, применяемые для энергоснабжения городских микрорайонов и крупных предприятий.
  • Комплектные трансформаторные подстанции или КТП, построенные по модульному (блочному) принципу.

Дополнительная информация: КТП в свою очередь подразделяются на проходные и тупиковые, входящие в систему распределительных магистралей.

По месту своего расположения все известные виды ТП делятся на закрытые и открытые станционные установки. Примером второго типа являются мачтовые или столбовые трансформаторные преобразователи.

Основы расчета электрических подстанций

Исходные условия

Перед тем как рассчитать трансформаторную подстанцию потребуется учесть следующие моменты:

  • Показатель загруженности станционного оборудования определяется мощностью всех присоединенных к ТП электрических потребителей и потерями в распределительной сети.
  • Режим потребления приемников электроэнергии никогда не бывает постоянным.
  • Величина нагрузки в таких линиях все время меняется, что вызывает изменение потребляемой от ТП мощности.

Характер изменения нагрузки должен учитываться при расчете оборудования подстанции (включая параметры токопроводящих шин, силовых трансформаторов и преобразователей). Его необходимо принимать во внимание и при расчете величины тепловых потерь, диапазона изменения сетевого напряжения, а также при выборе приборов защиты и компенсирующих устройств.

Расчёт нагрузки

Перед расчетом трансформаторных подстанций следует знать, что их мощность «Р» определяется как сумма рабочих нагрузок на вводных шинах всех подключенных потребителей.

Важно! Этот показатель должен высчитываться с учетом фактора одновременности.

Последний вводится как поправочный коэффициент для действующих сетей напряжением 380/220 Вольт и приводится в специальных таблицах (смотрите ниже).

Рассчитать мощность ТП для каждого участка линии – это значит учесть все однотипные нагрузки, подключаемые одновременно и с примерно одинаковыми значениями энергопотребления. Однако в реальной обстановке эти показатели распределяются совсем не так, что отражается в сезонных, годовых и суточных графиках.

Прекрасное подтверждение этому – величина реактивной мощности (как составляющая общего потребления), которая существенно возрастает в ночное время. Для большинства частных и государственных объектов это объясняется тем, что ночью включены газоразрядные лампы уличного освещения, а также дежурные осветители общественных зданий.

Дополнительная информация: При таком расчете также учитываются пиковые и несимметричные показатели потребления, связанные с мощными индуктивными нагрузками (электродвигателями, например).

Для энергоснабжения сельских населенных пунктов и садово-огородных товариществ, где преобладает смешанный тип нагрузки, вполне достаточно одной или двух трансформаторных подстанций ТП 10/0,4 кВ мощностью до 10 кВА. При выборе вида распределительного устройства для городских районов предпочтение отдается КТП со значением «Р» до160 кВА. Указанные рабочие показатели задаются главным образом мощностью используемых в ТП трансформаторов.

Особенности подсчета мощности трансформаторов

Типовые значения рабочих мощностей преобразовательных изделий строго стандартизированы и могут принимать только дискретные значения (от 25 до 1000 Ватт).

Для определения мощности подстанций, оснащенных типовыми трансформаторами, в первую очередь потребуется собрать данные о подключенных к ней линейных нагрузках. Прямое суммирование полученных результатов в данном случае неприемлемо, поскольку для получения корректного показателя важно распределение потребления во времени.

В многоквартирных домах оно зависит не только от времени суток, но и от сезона: зимой в квартирах включается множество электрообогревателей, летом – не меньшее количество вентиляторов и кондиционеров. Значения поправочных коэффициентов, вводимых для учета сезонности нагрузок для многоквартирных домов, берутся из специальных справочников.

Обратите внимание! Для расчета мощностей, потребляемых промышленными предприятиями, необходим учет особенностей работы технологического оборудования (в частности – знание графика его включении и выключения).

При этом принимаются в расчет режимы максимальной сетевой загрузки (при включении в них предельного числа потребителей – Sмакс). Необходимо учесть и потенциальное расширение производственных мощностей данного предприятия, а также возможность подключения дополнительных нагрузок.

Принимается во внимание и общее число размещенных на подстанции преобразователей (N), мощность каждого из которых рассчитывается по следующей формуле:

Здесь Кз – коэффициент загрузки трансформаторного изделия, определяемый как отношение максимума потребляемой мощности к номиналу того же показателя.

Точное значение искомой величины находится затем из ряда дискретных значений от 25-ти до 1000 Ватт как ближайшее к ним.

Дополнительная информация: На практике доказано, что выбирать сильно заниженный Кз невыгодно из соображений экономии.

Рекомендуемые к применению значения коэффициента загруженности для разных категорий потребителей приведены ниже.

Читать еще:  Расчетный лист военнослужащего без регистрации

Расчет трансформаторной подстанции

Обоснование необходимости реконструкции трансформаторной подстанции. Выбор мощности и конструкции трансформаторной подстанции. Выбор главной схемы электрических соединений подстанции. Расчет токов короткого замыкания. Выбор выключателей и разъединителей.

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Общая электротехническая часть

1.1 Расчет электрических нагрузок подстанции

По результатам ежегодных замеров определяется максимальные и минимальные значения тока для каждой из линий.

Для определения нагрузки трансформаторов суммируются максимальные значения токов каждой из линий полученные при замерах, запитанных от данного трансформатора.

Результаты общесистемных замеров по данным за 2009-2012 годы приведены в таблицах.

Таблица 1.- Максимальные нагрузки по Т-1 ТМН-6300/110 и Т-2 ТМН-6300/35 по результатам общесистемных замеров за 2010-2012г.

Данные для расчетов принимаем по максимальным нагрузкам.

Определяем мощность нагрузки по формуле [21]

где Кн.м. — коэффициент несовпадения максимумов нагрузки, принимаем=0,8 [6];

U — линейное напряжение, кВ;

Iмах — максимальный ток, А.

Для Т-1: (кВ·А). (3875.16)

Определяем активную мощность по формуле:

где cosц — коэффициент мощности.

По результатам общесистемных замеров для ПС «КСМ» cosц можно принять =0,95.

Определяем реактивную мощность по формуле:

Определяем коэффициент загрузки для трансформаторов

Результаты расчетов коэффициентов загрузки в послеаварийном режиме сводим в таблицу 2.

Под послеаварийным режимом в данном случае, понимается несение суммарной нагрузки одним трансформатором.

Таблица 2 — Данные расчета коэффициента загрузки трансформаторов в нормальном и послеаварийном режимах:

В данной главе был произведен расчет электрических нагрузок подстанции, по результатам ежегодных замеров тока для каждой линии, определены коэффициенты загрузки трансформаторов, которые определяют, что мощности трансформаторов Т-1 и Т-2,одинаковы и при выводе одного из строя, будет достаточно для обеспечения электроснабжения потребителей. Но в перспективе предприятие КСМ будет наращивать свои мощности. Поэтому необходимо рассмотреть вариант замены трансформатора на более мощный.

1.2 Обоснование необходимости реконструкции

трансформаторный подстанция ток электрический

Подстанция «КСМ» введена в эксплуатацию в 1980 году. В настоящее время состояние основного энергетического оборудования, охарактеризованного в пункте 1.2, оценивается следующим образом:

— силовые трансформаторы введены в эксплуатацию в 1980 году:

Т-1 мощностью 6,3 МВА 1973 года выпуска;

Т-2 мощностью 6,3 МВА 1973 года выпуска;

— разъединители типа РНДЗ-110кВ установлены в 1980 году:

— трансформаторы тока и напряжения введены в эксплуатацию в 1984 г.

-масляные выключатели типа ВМП-10кВ, ВПП-10 введены в эксплуатацию в 1980-1982 г.

Во время проведения капитальных и текущих ремонтов на подстанции своевременно производилось обслуживание металлических конструкций, что позволило их сохранить в хорошем техническом состоянии.

В пункте 2.1 «расчет электрических нагрузок подстанции» было установлено, что мощности трансформатора Т-1и Т-2 в 6,3 МВА достаточно для обеспечения электроснабжения потребителей в послеаварийном режиме после вывода одного из трансформаторов на данный момент.

РУ-10 кВ укомплектовано КРУНами различных годов изготовления и разных типов. 1с-10 кВ укомплектована ячейками К-37, К-VIУ, К-IХ. 2с-10 кВ укомплектована ячейками К-37, К-IХ. КРУНы на территории подстанции расположены на участке бывшей заболоченной местности. Вследствие чего, со временем бетонное основание в некоторых местах подверглось деформации, металлические швеллера, на которых непосредственно установлены ячейки КРУНов, также подверглись деформации, что привело к перекосу ячеек. Для того чтобы выполнить оперативные переключения, при выкатывании и вкатывании выключателя, не раз приходится сталкиваться с проблемой как «перекос» — для чего необходимо прилагать очень значительные усилия. При выкатывании тележки масляного выключателя в ремонтное положение, выключатель подвергается воздействию атмосферных осадков и окружающей среды, что неблагоприятно влияет на дальнейшую эксплуатацию оборудования (увлажнение изоляции, коррозия металлических частей). Также привода масляных выключателей в процессе эксплуатации имеют место «зависания» в промежуточном положении (между вкл. и выкл.), что приводит к повреждению масляных выключателей с последующим возгоранием их в ячейке. Аналогичный случай произошел в 1992 году на присоединении №806 10 кВ.

Данное оборудование снято с производства, отсутствуют запасные части для ремонта. Оборудование 100% с амортизировано, морально и физически изношено и устарело.

Трансформаторы 110/10 кВ и 35/10 со стороны 110 кВ и 35 кВ подключены через отделители и короткозамыкатели.

Для компенсации емкостных токов замыкания на землю в сети 10 кВ на шинах 10 кВ подстанции в настоящее время установлено два дугогасящих реактора типа РЗДСОМ мощностью 190 кВА каждый с пределами регулирования 25ч12,5 А.

Читать еще:  Расчет пособия по бир онлайн

Расчетный ток замыкания на землю на подстанции составляет 20,3 А на 1-й секции шин, 16,8 А — на 2-й секции. Анализ роста емкостных токов замыкания на землю показывает, что замена существующих заземляющих реакторов на реакторы большей мощности не требуется.

Таблица 3 — Характеристика КРУН 10 кВ отходящих линий подстанции «КСМ».

Расчет и выбор трансформаторной подстанции.

Обоснование места установки трансформаторной подстанции.

На участке используем подстанцию типа ТСВП 400/6, установленную в 20 м от устья забоя со стороны свежей струи воздуха. Выбор напряжения на участке определяется напряжением питания принятых – 660 В.

Расчет и выбор трансформаторной подстанции.

На основании принятых в схеме электроснабжения токоприемников составляем таблицу нагрузок 2.2.1.

Расчетную мощность трансформатора определяем с использованием коэффициента спроса по формуле:

= ,кВ (2.2.1.)

Где: -коэффициент спроса;

-суммарная установленная мощность токоприемников участка, кВт

— средневзвешенный коэффициент мощности

Условный средневзвешенный коэффициент мощности находим по формуле:

= (2.2.2.)

Коэффициент спроса находим с использованием формулы:

=0.286+0.714 (2.2.3)

Где: Рмах – номинальная мощность наиболее мощного двигателя схемы.

= =0.63

=0.286+0.714 =0.52

= =275 кВ

Расчет электрических нагрузок, выбор числа и мощности трансформаторов цеховой трансформаторной подстанции.

На основании расчетов электрических нагрузок производится выбор основных элементов электрической сети. В частности, расчетная мощность (расчетный ток) служит основой при выборе номинальных токов защитно-коммутационных аппаратов и сечений, токопроводящих жил проводов и кабелей в распределительных и групповых сетях.

Завышение ожидаемых нагрузок приводит к удорожанию строительству перерасходу проводникового материала сетей, к неоправданному увеличению установленной мощности трансформаторов и другого электрооборудования.

Занижение — может привести к уменьшению пропускной способности электрических сетей, перегреву проводов, кабелей, трансформаторов к лишним потерям мощности.

Для распределительных сетей ресчётная мощность определяется по номинальной мощности (паспортной) присоединённых электроприёмников. При этом мощность электроприёмников, работающих в повторно кратковременном режиме приводят к длительному режиму.

1. Расчет максимально активной нагрузки по 0.4 кВ
Pmax 0.4 = Pном * Кс
где Рном — суммарная номинальная активная мощность электропримеников 0.4 кВ, кВт
Кс — коэффециент спроса для данных электроприёмников.
Pmax 0.4 = 19*0.52=9,88кВт

2. Расчет максимальной реактивной нагрузки
Qmax 0.4 =* Ртах 0.4 * tg ф
Где tg ф — коэффициент активной и реактивной мощности (таблица 1)
Qmax 0.4 = 9.88 * 0.5=5.1 кВ Ар

3. Определяем осветительную нагрузку Рmах осв
Рmах осв = Рном осв * Кс(3)
где Рном осв — номинальная нагрузка сети освещения компрессорной кВт
Кс — для осветительной нагрузки
Рmах осв =* 5,55 * 1-5,55 Кв

4. Определяем полную максимальную нагрузку 0.4 кВ — Smax 0.4
Smax 0.4 = V(Pmax 0.4 + Рmах.осв.)2 + VQmax 0.42
Smax 0.4 = V(9.8+5.55)2 + 5.12 = 16.25 кВ

5. Определяем расчетную мощность по 0.4 кВ
Spac4 = Smax 0.4 * Ку
Где Ку — это коэффециент участия данных электроприёмников в максимуме нагрузки
SpacH-16,25*0.9 = 14,6 кВт

Правильный выбор числа и мощности трансформаторов на подстанциях промышленных предприятий является одним из важных вопросов электроснабжения и построения рациональных сетей. В нормальных условиях трансформаторы должны обеспечивать питание всех потребителей; предприятия при их номинальной нагрузке.

Число трансформаторов на подстанции определяется требованием надёжности электроснабжения. С таким подходом наилучшим является вариант с установкой двух трансформаторов, обеспечивающих бесперебойное электроснабжение потребителей цеха любых категорий. Однако, если в цехе установлены приёмники только II и III категории, то более экономичными, обычно, являются однотрансформаторные подстанции.

При проектировании внутризаводских сетей установка однотрансформаторных подстанций выполняется в том случае когда обеспечивается резервирование потребителей по сети низкого напряжения, а так же, когда возможна замена поврежденного трансформатора в течение нормируемого времени.

По расчетной мощности выбираем 2 трансформатора ТМ-400/10

Pкз =7,6кВт 1x.x.= 20%

Px.x.= 11,68кВт UK3 * 5,5%

Определяем коэффициент нагрузки трансформатора в нормальном аварийном режиме

Расчёт потерь в трансформаторе

По тому же методу рассчитываем нагрузку на 6 кВ

где Рном6 -номинальная активная мощность электроприёмников 6 кВ

Кс6 -коэффициент спроса для электроприёмников 6 кВ

где tg ф -коэффициент активной и реактивной мощности (таблица1)

Smax=

=1979.08 кВА

Опора деревянной одностоечной и способы укрепление угловых опор: Опоры ВЛ — конструкции, предназначен­ные для поддерживания проводов на необходимой высоте над землей, водой.

Общие условия выбора системы дренажа: Система дренажа выбирается в зависимости от характера защищаемого.

Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов (88‰).

Папиллярные узоры пальцев рук — маркер спортивных способностей: дерматоглифические признаки формируются на 3-5 месяце беременности, не изменяются в течение жизни.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector