Выбор силовых трансформаторов

Для горных предприятий как потребителей первой категории главные понизительные подстанции выполняются с двумя силовыми трансформаторами. Двух трансформаторная подстанция экономична с точки зрения обеспечения резервирования.

3.1 Производим выбор числа, мощности и типа силового трансформатора:

1. Устанавливаем два трансформатора, т.к. горное предприятие является потребителем I категории.

2. Исходя из общей расчетной нагрузки принимаем установленную мощность трансформатора. Номинальная мощность каждого из них определяется по условию

S_ном ≥ S_p /2∙0,7

S_ном ≥ 1,4 = 7479.83 кВ∙А

При этом надо иметь ввиду, что допустимая систематическая перегрузка не должна превышать 30%.

Принимаем к установке два трансформатора по 10000 кВ∙А типа ТДТН-10000-115/38,5/6,6

Тип	Мощность, кВА	Напряжение, кВ	Потери, кВт	Uкз, %	Ixx, %
ВН	СН	НН	ΔPxx	ΔPм
ТДТН			38,5	6,6	17,0	76,0	10,5; 17,5; 6,5	1,0

(Т - трехфазный; Д - принудительная циркуляция воздуха и естественная
циркуляция масла; Т – трех обмоточный; Н - регулирование напряжения под нагрузкой)

Проверяем трансформатор на допустимую перегрузку с учетом возможного отключения потребителей III категории, т.е.:

1,4S_ном ≥ S_p

1,4∙ 10000 ≥ S_p = 14000 кВ∙А ≥ кВ∙А

Следовательно, выбранные трансформаторы (ТДТН, 2×10000) обеспечивают электроснабжения шахты, как в нормальном, так и в аварийном режиме.

Определяем годовые потери активной и реактивной мощности в силовых трансформаторах ГПП:

∆P = ∆P_xx + ∆P_м, кВт;

∆Q = ∆Q_xx + ∆Q_м = + , квар;

= S_p /2∙S_ном ,

где ∆P_xx и ∆P_м – активные потери холостого хода и потери в меди при номинальной нагрузке, кВт, соответственно; - коэффициент загрузки трансформатора; ∆Q_xx - реактивные потери холостого хода, величина которых равна току холостого хода трансформатора; ∆Q_м – реактивные потери меди, величина которых численно равна напряжению КЗ трансформатора.

= / 2∙10000 = 0.52

∆P = 17 + 0.52²∙76 = 37.86 кВт;

∆Q_в = + = 388.31 квар;

∆Q_с = + = 580.51 квар;

∆Q_н = + = 278.47 квар.

Потери активной и реактивной энергии:

∆W_a = ∆P_xxТ_г + ∆P_мТ_п.а = 17∙8760 + 0.52²∙76∙2868 = 208768.7 кВт∙ч

∆W_рВ = ∆Q_xxТ_г + ∆Q_мВТ_п.р= 100∙8760 + 0.52²∙1050∙8760 = 3401550.1 квар∙ч

∆W_рС = 100∙8760 + 0.52²∙1750∙8760 = 5085250.1 квар∙ч

∆W_рН = 100∙8760 + 0.52²∙650∙8760 = 2439435.7 квар∙ч

где Т_п.а , Т_п.р – соответственно число максимумов потерь активной и реактивной мощности;

Т_п.а = (0,124 + Т_max.a∙10^-4)² ∙8760 = (0,124 + 4482∙10^-4)² ∙8760 = 2868 ч;

Т_п.р = (0,124 + Т_max.p∙10^-4)² ∙8760 = (0,124 + 8760∙10^-4)² ∙8760 = 8760 ч,

где Т_max.a ,Т_max.p – соответственно годовое число часов использования максимумов активной и реактивной нагрузки;

Т_max.a = 249∙3∙6 = 4482 ч ; Т_max.p = Т_г = 8760 ч.

3.2 Выбор трансформаторов для питания предприятия без учета мощности ЦПП, производится аналогично выбору силовых трансформаторов устанавливаемых на вводе предприятия:

S_p = ∙k_{p max} = ∙0,9 = 5578.5 кВ∙А

= (16000 – 7400) ∙ 0,61 = 5246кВт

tgφ = 5246∙ = 3404.6 квар

S_ном ≥ S_p /2∙0,7 = 5578.5/1.4 = 3984.4 кВ∙А

С учетом развития предприятия устанавливаем два трансформатора типа ТМН-4000-35/6.3 с техническими характеристиками:

Тип	Мощность, кВА	Напряжение, кВ	Потери, кВт	Uкз, %	Ixx, %
ВН	НН	ΔPxx	ΔPм
ТМН			6,3	5,6	33,5	7,5	0,9

(Т - трехфазный двух обмоточный трансформатор; М- охлаждение с естественной циркуляцией воздуха и масла; Н - регулирование напряжения под нагрузкой).

Определяем коэффициент загрузки трансформатора:

= S_p / 2∙S_ном = 5578.5/2∙4000 = 0,697

3.3 Для питания потребителей напряжением U = 0,4 кВ необходимо установить трансформаторы с трансформацией напряжения 6/0,4 кВ;

S_0,4 = = = 1897.59 кВ∙А;

= 0,75 (для 0,4 кВ)

Выбираем два трансформатора ТМ-2500-6/0,4.

Тип	Мощность, кВА	Напряжение, кВ	Потери, кВт	Uкз, %	Ixx, %
ВН	СН	НН	ΔPxx	ΔPм
ТМ			-	0,4	3,85	23,5	6,5

Определяем коэффициент загрузки трансформатора:

= S_0,4 / 2∙S_ном = 1897.59 /2∙2500 = 0,38.

4. РАСЧЕТ ВОЗДУШНЫХ И КАБЕЛЬНЫХ ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ

При расчете воздушных и кабельных линий определяют:

S_н – минимально допустимое сечение по нагреву;

S_э – допустимое сечение по экономической плотности тока;

S_t.c – минимально допустимое сечение по термической стойкости токам КЗ;

S_∆U – минимально допустимое сечение по потере напряжения;

S_мех – допустимое сечение по механической прочности.