Электроснабжение предприятий

Для первой и второй категории электроприёмников  число трансформаторов на подстанции должно быть не менее 2-х.  Для питания  потребителей третей категории может применяться однотрансформаторная подстанция на ГПП. Число трансформаторов должно быть не менее двух однотрансформаторные ГПП применяются крайне редко и в следующих случаях:

1. когда может быть обеспечено автоматическое восстановление питание нагрузок первой категории.
2. Когда возможно восстановление питание по связям на вторичном напряжении от соседней ГПП или ТЭЦ.

При двух трансформаторных подстанций мощность трансформатора выбирается таким образом, чтобы при выходе из строя одного из трансформаторов другой принял бы на себя всю нагрузку с учётом аварийной перегрузки трансформаторов. На однотрансформаторные подстанциях взаимным резервированием по связям на вторичном напряжении мощность выбирается исходя из величины этого резервирования с учётом аварийной перегрузки при выходе из строя трансформанта соседней подстанции. На  однотрансформаторной подстанции без связей на вторичном напряжении мощность трансформатора выбирается из максимальной нагрузки при рабочем режиме. Во вех случаях полагается наличие централизованного резерва, для быстрой замены трансформатора. Выбор мощности трансформатора производится на основании предварительно определённой нагрузки подстанции, необходимое резервирование и допустимая перегрузка трансформатора учитывается коэффициентом загрузки. При проектировании рекомендуется  следующие значения коэффициента загрузки:

1) Для  двух трансформаторных подстанций  с взаимным резервированием на  вторичном напряжении и преобладании  потребителей первой категории   коэффициент загрузки равен 0, 65-0,7.

2) Для однотрансформаторных подстанций со взаимным резервированием по вторичному напряжению и преобладанием потребителей второй категории коэффициент загрузки равен 0,7-0,8.

3) При  однотрансформаторной подстанции  без связей на вторичном напряжении при преобладании потребителей второй категории и при наличии централизованного резерва  коэффициент загрузки равен 0,9-0,95. 

5.1.Методика расчёта мощности трансформатора цеховой подстанции

1. Определяем  установочную мощность всех электроприёмников  цеха. 
2. Приводим мощности всех электроприёмников к длительному режиму работы т.е. ПВ =100%
3. Определяем максимальную расчётную нагрузку электроприёмников с каждой группы с одинаковым режимом работы.
4. Все электроприёмники цеха делятся на группы с одинаковым или близким режимом работы.
5. Определяем суммарную максимальную расчётную нагрузку с учётом коэффициента разновременности максимумов отдельных групп электроприёмников.
6. Определяем число трансформаторов цеховой трансформаторной подстанции с учётом категории приёмников по надёжности и резервирования питания.
7. Определяем мощность цеховой трансформаторной подстанции с учётом вопроса компенсации реактивной мощности 
8. Проверяем мощность выбранных трансформаторов пот условиям перегрузки в послеаварийных режимах 

Примечание: суммарные максимальные нагрузки электроприёмников цеха можно определить двумя способами:

1. Сначала определяем активные мощности каждого элктроприёмника , затем активная мощность каждой группы электроприёмников одинакового режима работы, затем активная мощность нагрузок всего цеха, затем полная мощность, максимальные нагрузки всего цеха по активной мощности и коэффициенту мощности для цеха.
2. Сразу определяем активные и реактивные мощности каждого электроприёмника, затем группы, цеха и затем полная мощность.

Решение вопроса о резервировании трансформатора ГПП сложнее чем у цеховых подстанций. Поэтому трансформаторы на ГПП выбирают таким образом, что бы при выходе из строя наиболее мощного трансформатора другие бы обеспечивали нормальную работу предприятия на время замены выбывшего трансформатора с учётом возможного ограничения нагрузок без ущерба основной деятельности предприятия с учётом перегрузки трансформатора. При двух трансформаторных подстанций, при отсутствии резервирования по вторичному напряжении мощность трансформатора выбирается не более 0,7 суммарной нагрузки подстанции и на расчётный уровень 5 лет считая с года ввода первого трансформатора в эксплуатацию.

Вопрос  о выборе трансформатора как цеховых  ТП так и ГПП целесообразно  решать при сравнении нескольких вариантов, окончательно необходимо выбирать вариант с минимум приведенных затрат с учётом обеспечения надёжности питания электроприёмников. 
 

5.2.Методика расчёта мощности трансформаторов ГПП 

1. Определяем  суммарную номинальную мощность приёмников каждого цеха.
2. Определяем максимальную расчётную нагрузку каждого цеха.
3. Определяем полные расчётные нагрузки каждого цеха.
4. Определяем  суммарную мощность нагрузок всех цехов, суммируя  полученные расчётные максимальные нагрузки по цехам с учётом коэффициента разновременности максимумов.
5. Определяем мощность компенсирующих устройств установленных на ГПП .
6. Определяем суммарную мощность на шинах ГПП.
7. Определяем число трансформаторов на ГПП.
8. Определяем мощность трансформаторов на ГПП.
9.   Определяем мощность выбранных трансформаторов по условиям перегрузки в последовательных режимах.

 

5.3.Расчет трансформаторов 

1. Находим номинальную  мощность трансформатора:

 
 

                                        

   

  Выбираются  ближайшие по стандарту трансформаторы типа ТД-40000/110      и ТДНГ-63000/110 
 

Таблица 1 - Технические данные трансформаторов. 

      

2. Проверяем перегрузочную способность трансформаторов в аварийном режиме.

                    

                             1)

                                        

                             2)   

        

                         Данное условие выполняется. 

3. Начальная загрузка трансформатора.

 

                                         

        

4. Потери  мощности трансформаторов составят:

 

Вариант 1. 

         

         

      

        

Вариант 2. 

         

       

      

        

5. Приведенные потери мощности в одном трансформаторе составят:

 

       

         

6. Приведенные потери мощности в трансформаторе, при двух параллельно работающих трансформаторах составят:

 

            1)

        2)  

7. Находим нагрузку при которой необходимо переходить на параллельную работу трансформаторов.

 

             

             

8. Определяем  наиболее целесообразный вариант установки  трансформатора

Капитальные затраты по вариантам составят:  

      1)

      2)  

9. Амортизационные отчисления составят:

 

      

      

      Где - коэффициент амортизационных отчислений.

10. Определяем стоимость годовых потерь электроэнергии.

                                       

                       1)     

                                

                       2)   

                                  

11. Определяем  суммарные эксплуатационные расходы:

1)  

                2)

12. Определим срок окупаемости.

             

Исходя  из условия принимаем к установке  два трансформатора мощностью 

40000 кВА  и 63000 кВА. 

 

  

6.ВЫБОР СХЕМЫ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ 
 

6.1.Общие  рекомендации по разработке схем соединения ГПП 

ГПП обычно питается от энергосистемы с напряжением 35 и 220кВ. преобразуемое напряжение 6-10кВ которое подаётся на цеховые подстанции. Применение  блока линий трансформатора с использованием отключающего трансформатора имеют только одну параллельную защиту. При относительных коротких линиях или когда возможна связь между цехами с помощью цепей управления выключателя и релейной защиты трансформатора. В большинстве случаев необходим местный защитный аппарат установленный на ГПП в качестве которого могут использоваться либо короткозамыкатели либо выключатели высокого напряжения.

Короткозамыкатели на напряжение 35,220кВ значительно дешевле выключателей, поэтому находят широкое распространение на это напряжение. Если ГПП питается от магистральных линий, то в данном случае возможно использование как выключателей так и короткозамыкателей. При установке короткозамыкателей для быстрого устранения короткого замыкания магистральной линии после её отключения на выходе устанавливается ещё и отделители, которые автоматически отключаются сразу после исчезновения напряжения в магистральной линии. Магистраль может снова включиться при помощи устройства автоматического повторного включения(АПВ) и питание потребите6лей подключённых к магистральной линии после короткой паузы восстанавливается. Применение  простых схем с короткозамыкателями и отделителями особенно выгодно в тех случаях, когда стоимость выключателей высокого напряжения соизмеримо со стоимостью выключателя. При напряжении 35кВ и мощности короткого замыкания не превышающих параметры выключателей рекомендуется устанавливать выключатели вместо отделителей и короткозамыкателей, так как существенного перерасхода средств при этом не происходит, а в эксплутационном отношении схемы с выключателями обладают существенными преимуществами. Если в эксплуатации предусматривается временное питание обоих трансформаторов на одной линии, то на ГПП может устанавливаться перемычка между двумя линиями. Переключение разъединителей в этой перемычке производится в ручную, если необходимы частые переключения, тогда вместо разъединителей устанавливают автоматические выключатели высокого напряжения.  Схемы с перемычками могут применяться при питании ГПП как от радиальных так и от магистральных линий. Схемы с перемычками должны быть экономически обоснованны для снижения токов короткого замыкания и облегчения аппаратов низкого напряжения в нормальном режиме работы применяют раздельную работу трансформаторов на ГПП. Для резервирования нагрузки при отключении одного трансформатора, второй трансформатор подключен к нагрузке, первоый через стацианарный автоматический выключатель на стороне низкого напряжения. На стороне низкого напряжения ГПП всегда предусматривают выключатели соединяющие нагрузку со сборными шинами. Схемы от отходящих линий могут быть построены по налоги со схемами отходящих линий цеховых подстанций. Схемы первичной коммутации целесообразно проектировать без сборных шин.