Расчет установленной мощности понизительной трансформаторной подстанции (ПТП) и исследование технико-экономических показателей ее транс

 

Аналитические выражения для характеристик:

U₂^(е)={1 к cos[аrc cos(cos cв ) аrc cos(Р к /( U к Sн ))]} U 2н ;

U₂^(и)={1 к cos[аrc cos(cos к ) аrc cos(Р к /(U к   Sн ))]}U 2н ;

ŋ ^(e) =β∙S_нcosφ_св(β∙ S_нcosφ_св+ β²P_к+Р_о)^-1

ŋ ^(e) =β∙S_нcosφ_к(β∙ S_нcosφ_к+ β²P_к+Р_о)^-1

 

где U2н = 525 В – номинальное напряжение вторичной обмотки;

Uк = 0,045 В – относительное напряжение короткого замыкания;

Sн =400 кВт – полная номинальная мощность трансформатора;

Рк =5,5 кВт – мощность потерь короткого замыкания;

Р0= 1,05 кВт – мощность потерь холостого хода

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Сравнение характеристик трансформаторов  типов ТМ-1600/10 и ТМ-400/10 показывает, что если для искусственных условий (с компенсацией реактивной энергии) отличие напряжений на вторичных  обмотках ТМ-1600/10 незначительно, КПД  трансформаторов типа  ТМ-1600/10 в основном диапазоне нагрузок  близок с КПД трансформаторов типа ТМ-400/10 и составляет 0,925–0,931. По этим показателям целесообразно использовать трансформаторы типа ТМ-1600/10.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Обобщения и выводы:

 

1. При средневзвешенном коэффициенте мощности строительного объекта сosφ cв =0,7336 для вывода системы электроснабжения на уровень рациональной работы требуется дополнительный источник реактивной энергии емкостного характера мощностью не менее 656,723 кВАр.

При установке батареи статических  конденсаторов типа КМ-0,25-45-3 по 15 шт. удается повысить коэффициент мощности до сosφк=0,9651.

2. Если коэффициент собственных  нужд ТП Kс.н = 1,035, а перспективное развитие объекта на 30 %, то расчетная мощность подстанции не должна быть более 1177,9773 кВА., а число трансформаторов типа ТМ-1600/10 с учетом возможных выходов из строя и 30 %-ной перегрузки оставшихся в работе трансформаторов составляет два комплекта.

3. Сечение жил силовых кабелей,  соединяющих трансформаторы

с РУ-НН ТП с учетом 30 %-ной перегрузки, не должно быть менее 1150 мм²

 

4. Принципиальная электрическая  схема ПТП строительного объекта  показывает распределение электроэнергии  по потребителям с указанием  взаимной связи основного электрооборудования,  и представляет собой радиальную  схему питания электропотребителей,  которые создают распределенные  нагрузки на РУ-НН.

 

5. В зависимости от условий  технической эксплуатации и возможных  нештатных ситуаций нагрузки  на трансформаторы ТП заданного  объекта колеблются в широких  пределах: от 588,98 до 2041,6  кВА. Их  внешние и рабочие свойства  не остаются неизменными. Данные  исследования внешних U2(β) и рабочих ŋ (β) характеристик трансформатора ТМ-1600/10 при естественных и искусственных условиях ТП объекта

показали, что при компенсации  реактивной энергии конденсаторами система электроснабжения имеет  наиболее высокие технико-экономические  показатели. Так, при 30 %-ном расширении система при искусственных условиях и аварийной ситуации не испытывает перегрузку β= 0,736,среднее напряжение питания 463 В, КПД трансформаторов 0,9245,тогда  как при естественных условиях эти  показатели при той же ситуации значительно  хуже: среднее значение  U₂^(е)=373,3 В, КПД ŋ^(е) =0,9205, а перегрузка достигает 54 %.

6. При номинальном режиме  β=1 параметры трансформаторов

тоже отличаются в зависимости  от условий технической эксплуатации:

в естественных условиях U₂^(е)=322,7 В, КПД ŋ^(е) =0,98217

а в искусственных условиях, с  компенсацией реактивной энергии потребителей,

U₂^(е)=443,3 В, КПД ŋ^(е) =0,9863.

 

7. Работа трансформаторов в режиме  холостого хода  при коэффициенте * * 0,02 – 0,01 отличается тем, что  их КПД становится значительно  меньше номинальных значений  и может быть равен ŋ=0,82 –  0,96; в среднем это хуже номинальных  значений при искусственных условиях  в 1,2 раза, поэтому экономически  нецелесообразна длительная работа  трансформаторов в режиме холостого  хода.

 

8. Увеличение числа трансформаторов  при использовании менее мощных  трансформаторов типа ТМ-400/10 потребует  расширения основного электрооборудования,  увеличения объема работ технического  обслуживания, что ведет к снижению  надежности ПТМ. Вывод из эксплуатации  двух из четырех трансформаторов  типа 400/10 связан с ограничением  нагрузки на ПТМ с  2,3 до 1,8, снижением  КПД и практически нецелесообразен.