Раздел 3. Выбор мощности силового трансформатора

Наиболее целесообразным с технической и экономической точек зрения является использование для электроснабжения строительной площадки стационарных трансформаторных подстанций, получающих питание от высоковольтных сетей энергосистем.

Электрическую энергию от этих сетей принимают главные понижающие подстанции. На сторону высшего напряжения таких подстанций подается напряжение от 1150 В до 35 кВ, а на стороне низшего получают напряжение 6 или 10 кВ. Это напряжение поступает на распределительные трансформаторные подстанции строительных площадок, где оно понижается до 0,4 кВ (реже до 0,23 кВ) и подается на электроприемники строительного оборудования, механизмов и машин.

По конструктивному исполнению стационарные трансформаторные подстанции подразделяются на закрытые, расположенные в закрытых помещениях, и открытые, все оборудование которых устанавливается на открытом воздухе.

В городских электрических сетях применяют закрытые подстанции оборудованные трансформаторами с первичным напряжением 6 или 10 кВт и вторичным 0,4/0,23 кВт с воздушными или кабельными вводами.

Цель настоящего раздела – выбрать силовой трансформатор трансформаторной подстанции по рассчитанной мощности строительной площадки с учетом потерь в самом трансформаторе и мощности компенсирующих устройств. при выборе трансформатора трансформаторной подстанции используют расчетные активную

, реактивную Q_расч и полную S_расч мощности (формулы 9,10,11). Однако при этом необходимо учитывать мощность установленных компенсирующих устройств Q_ку (формула 12), активную ∆P_тр и реактивную ∆Q_тр мощности потерь в самом трансформаторе, величину которых оценивают по соотношениям

; (13)

; (14)

где S_тр – номинальная мощность трансформатора, указанная в его паспорте, кВт.

Таким образом, алгоритм действий при выборе мощности силового трансформатора следующий.

1. Вначале рассчитывается реактивная мощность строительной площадки с учетом мощности компенсирующего устройства

. (15)

2. Имея в виду, что активная мощность от ввода компенсирующего устройства не меняется, т. е. P¢ = P_расч,× определяется полная расчетная стройплощадки :

. (16)

3. По величине мощности , используя таблицу Прил. 3, осуществляется предварительный выбор трансформатора; его мощность должна быть больше S¢, т. е.

. (17)

4. Рассчитываются потери в трансформаторе ∆P_тр и ∆Q_тр (формулы 13 и 14).

5. Определяются общие расчетные мощности стройплощадки :

(18)

(19)

(20)

6. Проверяется соотношение

Если полная мощность выбранного трансформатора S_тр больше или равна S_общ, т. е.

, (21)

то останавливаются на этом трансформаторе. Если же условие (21) не выполняется, то выбирается трансформатор, имеющий следующую, большую мощность по шкале стандартных мощностей (Прил. 3). При этом проверка по величине потерь не проводится.

Пример 3. Выбрать силовой трансформатор для строительной площадки по результатам расчетов в примерах 1 и 2.

Исходными данными являются

1. Рассчитываем реактивную мощность стройплощадки с учетом мощности компенсирующего устройства по формуле (15):

2. Определяем полную расчетную мощность стройплощадки по формуле (16):

.

3. По результатам, полученным в п.2, используя Прил. 3, проводим предварительный выбор трансформатора, исходя из того, что его мощность должна быть больше .

Выбираем трансформатор типа ТМ-63/10 мощностью

4. Рассчитываем потери в трансформаторе (формулы 13 и 14):

;

5. Определяем общие расчетные мощности стройплощадки по формулам (18), (19), (20):

6. Проверяем соотношение (21).

В нашем случае условие (21) не выполняется, т. е. . В связи с этим по таблице Прил. 3 можно выбрать трансформатор большей мощности, а именно трансформатор типа ТМ-100/10, номинальной мощностью 100 кВА.

Однако такой выбор не будет оптимальным, так как трансформатор будет работать с большой недогрузкой. Более рациональным предоставляется использовать в данном случае два трансформатора меньшей мощности; мощность каждого из них при этом определяют, исходя из условия , где – общая мощность стройплощадки, полученная в п.5 настоящего раздела.

Таким образом, исходя из вышесказанного, проводим окончательный выбор трансформатора:

.

По приложению 3 выбираем два трансформатора типа ТМ-63/10 мощностью 63 кВА каждый.