สถานีย่อยหม้อแปลงในระบบจ่ายไฟ

พื้นที่ใช้งานของสถานีย่อยหนึ่งและสองหม้อแปลง

ตามกฎแล้วจะใช้ระบบจ่ายไฟของสถานีย่อยหนึ่งและสองหม้อแปลง... การใช้สถานีย่อยของหม้อแปลงสามแห่งทำให้เกิดต้นทุนเงินทุนเพิ่มเติมและเพิ่มต้นทุนการดำเนินงานต่อปี สถานีย่อยของหม้อแปลงสามแห่งนั้นแทบจะไม่ได้ใช้เป็นวิธีแก้ปัญหาแบบบังคับในระหว่างการสร้างใหม่, การขยายสถานีย่อย, ด้วยระบบจ่ายไฟแยกต่างหากสำหรับโหลดไฟฟ้าและแสงสว่าง, เมื่อจ่ายโหลดสลับอย่างรวดเร็ว

สถานีย่อยของหม้อแปลงที่มีหม้อแปลง 6-10 / 0.4 kV หนึ่งตัวจะใช้เมื่อจ่ายโหลดที่ทำให้แหล่งจ่ายไฟหยุดชะงักเป็นระยะเวลาไม่เกิน 1 วันซึ่งจำเป็นสำหรับการซ่อมแซมหรือเปลี่ยนชิ้นส่วนที่เสียหาย (การจัดหาผู้ใช้พลังงาน ของประเภท III) เช่นเดียวกับการจ่ายไฟให้กับผู้ใช้พลังงานประเภท II ขึ้นอยู่กับการลดแหล่งจ่ายไฟโดยจัมเปอร์ของแรงดันไฟฟ้าทุติยภูมิหรือในที่ที่มีสต็อกสำรองของหม้อแปลง

สถานีย่อยของหม้อแปลงที่มีหม้อแปลงหนึ่งตัวยังมีประโยชน์ในแง่ที่ว่าถ้าการทำงานขององค์กรนั้นมาพร้อมกับช่วงเวลาที่โหลดต่ำก็เป็นไปได้เนื่องจากมีจัมเปอร์ระหว่างสถานีย่อยของหม้อแปลงเพื่อปิดส่วนของหม้อแปลงแรงดันทุติยภูมิ ดังนั้น การสร้างโหมดการทำงานของหม้อแปลงที่ประหยัดทางเศรษฐกิจ

โหมดเศรษฐกิจของการทำงานของหม้อแปลงเป็นที่เข้าใจกันว่าเป็นโหมดที่รับประกันการสูญเสียพลังงานขั้นต่ำในหม้อแปลง ในกรณีนี้ปัญหาในการเลือกจำนวนหม้อแปลงทำงานที่เหมาะสมจะได้รับการแก้ไข

สถานีย่อยของหม้อแปลงดังกล่าวสามารถประหยัดได้ในแง่ของการบรรจบกันสูงสุดของแรงดันไฟฟ้า 6-10 kV สำหรับผู้ใช้พลังงานลดความยาวของเครือข่ายลงเหลือ 1 kV เนื่องจากการกระจายอำนาจของการเปลี่ยนแปลงของพลังงานไฟฟ้า ในกรณีนี้ ปัญหาได้รับการแก้ไขโดยการใช้หม้อแปลงเดี่ยวสองตัวกับสถานีย่อยสองหม้อแปลงหนึ่งตัว

สถานีย่อยหม้อแปลงที่มีหม้อแปลงสองตัวใช้กับผู้ใช้ไฟฟ้าประเภท I และ II ในกรณีนี้กำลังของหม้อแปลงถูกเลือกเพื่อให้เมื่อหนึ่งในนั้นออกจากงานหม้อแปลงอื่นที่มีโอเวอร์โหลดที่อนุญาตจะรับภาระของผู้บริโภคทั้งหมด (ในสถานการณ์นี้คุณสามารถปิดผู้ใช้ไฟฟ้าประเภทชั่วคราวได้ สาม). สถานีย่อยดังกล่าวเป็นที่ต้องการโดยไม่คำนึงถึงประเภทของผู้ใช้เมื่อมีตารางการโหลดรายวันหรือรายปีที่ไม่สม่ำเสมอในกรณีเหล่านี้ การเปลี่ยนกำลังไฟฟ้าที่เชื่อมต่อของหม้อแปลงเป็นข้อได้เปรียบ ตัวอย่างเช่น เมื่อมีโหลดตามฤดูกาล หนึ่งหรือสองกะจะทำงานโดยมีโหลดกะที่แตกต่างกันอย่างมาก

แหล่งจ่ายไฟ การตั้งถิ่นฐาน, อำเภอของเมือง, การประชุมเชิงปฏิบัติการ, กลุ่มของการประชุมเชิงปฏิบัติการหรือทั้งองค์กรสามารถให้บริการโดยสถานีย่อยหม้อแปลงหนึ่งแห่งขึ้นไป ความเป็นไปได้ในการสร้างสถานีย่อยหนึ่งหรือสองหม้อแปลงนั้นพิจารณาจากการเปรียบเทียบทางเทคนิคและเศรษฐกิจของตัวเลือกต่างๆ สำหรับระบบจ่ายไฟ... เกณฑ์สำหรับการเลือกตัวเลือกคือต้นทุนขั้นต่ำที่ลดลงสำหรับการก่อสร้าง ระบบจ่ายไฟ. ตัวเลือกที่เปรียบเทียบควรรับประกันความน่าเชื่อถือของแหล่งจ่ายไฟในระดับที่ต้องการ

ในระบบจ่ายไฟขององค์กรอุตสาหกรรม ความจุหน่วยต่อไปนี้ของหม้อแปลงมักใช้: 630, 1,000, 1600 kV × A ในเครือข่ายไฟฟ้าของเมือง — 400, 630 kV × A การออกแบบและการปฏิบัติงานได้แสดงให้เห็นถึง จำเป็นต้องใช้หม้อแปลงชนิดเดียวกันที่มีกำลังเท่ากัน เนื่องจากความหลากหลายของหม้อแปลงทำให้ไม่สะดวกในการบำรุงรักษาและทำให้ค่าซ่อมเพิ่มขึ้น

การเลือกกำลังของหม้อแปลงที่สถานีย่อยของหม้อแปลง

โดยทั่วไป การเลือกหม้อแปลงไฟฟ้าจะพิจารณาจากข้อมูลอินพุตพื้นฐานต่อไปนี้: โหลดโดยประมาณของแหล่งจ่ายพลังงาน, ระยะเวลาของโหลดสูงสุด, อัตราการเพิ่มขึ้นของโหลด, ค่าไฟฟ้า, ความสามารถในการรับน้ำหนักของหม้อแปลงและภาระทางเศรษฐกิจ

เกณฑ์หลักในการเลือกหน่วยกำลังของหม้อแปลงสถานีไฟฟ้าย่อย เช่นเดียวกับการเลือกจำนวนหม้อแปลง ต้นทุนขั้นต่ำที่ลดลงจะได้รับจากการเปรียบเทียบทางเทคนิคและเศรษฐกิจของตัวเลือกต่างๆ

โดยประมาณ การเลือกหน่วยกำลังของหม้อแปลงสามารถทำได้ตามความหนาแน่นของโหลดการออกแบบเฉพาะ (kV × A / m2) และโหลดการออกแบบทั้งหมดของไซต์ (kV × A)

ด้วยความหนาแน่นของโหลดเฉพาะสูงถึง 0.2 kV × A / m2 และโหลดรวมสูงสุด 3000 kV × A ขอแนะนำให้ใช้หม้อแปลง 400 ตัว 630; 1,000 kVA พร้อมแรงดันไฟสำรอง 0.4 / 0.23 kV. ที่ความหนาแน่นเฉพาะและโหลดรวมสูงกว่าค่าที่ระบุ หม้อแปลงที่มีความจุ 1,600 และ 2,500 kVA จะประหยัดกว่า

อย่างไรก็ตาม คำแนะนำเหล่านี้ไม่ได้รับการพิสูจน์อย่างเพียงพอเนื่องจากราคาอุปกรณ์ไฟฟ้าที่เปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วและโดยเฉพาะอย่างยิ่ง TP

ในทางปฏิบัติการออกแบบมักจะเลือกหม้อแปลงของสถานีย่อยหม้อแปลงตามโหลดการออกแบบของสิ่งอำนวยความสะดวกและค่าสัมประสิทธิ์ที่แนะนำของโหลดทางเศรษฐกิจของหม้อแปลง Kze = СР / Сн.т. ตามข้อมูลในตาราง

ตัวประกอบภาระที่แนะนำของหม้อแปลงสำหรับการประชุมเชิงปฏิบัติการ TP

โหลดแฟกเตอร์ของหม้อแปลง ประเภทของสถานีย่อยของหม้อแปลงและลักษณะของโหลด 0.65 ... 0.7 สถานีย่อยของหม้อแปลงไฟฟ้าสองแห่งที่มีโหลดเด่นของหมวด I 0.7 ... 0.8 สถานีย่อยของหม้อแปลงหม้อแปลงเดี่ยวที่มีโหลดเด่นของหมวด II ในที่ที่มีความซ้ำซ้อนร่วมกัน ในจัมเปอร์กับสถานีย่อยอื่น ๆ ที่แรงดันไฟฟ้าทุติยภูมิ 0.9 … 0.95 สถานีย่อยของหม้อแปลงที่มีโหลดประเภท III หรือมีโหลดเด่นของประเภท II โดยมีความเป็นไปได้ที่จะใช้สต็อกสำรองของหม้อแปลง

เมื่อเลือกกำลังของหม้อแปลง สิ่งสำคัญคือต้องพิจารณาความสามารถในการรับน้ำหนักอย่างเหมาะสม

ภายใต้ความสามารถในการรับน้ำหนักของหม้อแปลง ชุดของโหลดที่อนุญาต การโอเวอร์โหลดอย่างเป็นระบบและฉุกเฉินเป็นที่เข้าใจจากการคำนวณการสึกหรอทางความร้อนของฉนวนของหม้อแปลง หากคุณไม่คำนึงถึงความสามารถในการรับน้ำหนักของหม้อแปลง คุณก็สามารถประเมินค่ากำลังรับการจัดอันดับสูงเกินไปอย่างไม่สมเหตุสมผลเมื่อเลือก ซึ่งไม่สามารถทำได้ในเชิงเศรษฐกิจ

ในสถานีย่อยส่วนใหญ่ โหลดของหม้อแปลงจะแตกต่างกันไปและยังคงอยู่ต่ำกว่าค่าเล็กน้อยเป็นเวลานาน ส่วนสำคัญของหม้อแปลงถูกเลือกโดยคำนึงถึงโหมดหลังเหตุฉุกเฉินและดังนั้นจึงมักจะอยู่ภายใต้การโหลดเป็นเวลานาน นอกจากนี้หม้อแปลงไฟฟ้าได้รับการออกแบบให้ทำงานที่อุณหภูมิแวดล้อมที่อนุญาต + 40 ° C ในความเป็นจริงพวกเขาทำงานภายใต้สภาวะปกติที่อุณหภูมิแวดล้อมสูงถึง 20 ... 30 ° C ดังนั้นหม้อแปลงไฟฟ้าในช่วงเวลาหนึ่ง สามารถโอเวอร์โหลด โดยคำนึงถึงสถานการณ์ที่กล่าวถึงข้างต้นโดยไม่ทำลายอายุการใช้งานที่กำหนดไว้ (20 ... 25 ปี)

จากการศึกษาโหมดการทำงานที่แตกต่างกันของหม้อแปลง GOST 14209-85 ได้รับการพัฒนาขึ้น ซึ่งควบคุมโหลดที่เป็นระบบที่อนุญาตและโอเวอร์โหลดฉุกเฉินของหม้อแปลงไฟฟ้าอเนกประสงค์ที่มีความจุสูงถึง 100 mV × A รวมถึงประเภทของการทำความเย็น M, D , DC และ C โดยคำนึงถึงอุณหภูมิของตัวกลาง

ในการพิจารณาโหลดอย่างเป็นระบบและการโอเวอร์โหลดฉุกเฉินตาม GOST 14209-85 จำเป็นต้องทราบโหลดเริ่มต้นก่อนโอเวอร์โหลดและระยะเวลาของการโอเวอร์โหลด ข้อมูลเหล่านี้ถูกกำหนดจากกราฟโหลดเริ่มต้นจริง (กำลังไฟฟ้าหรือกระแสปรากฏ) ที่แปลงเป็นค่าเทียบเท่าความร้อนในกราฟสี่เหลี่ยมสองหรือหลายขั้นตอน

เนื่องจากจำเป็นต้องมีเส้นโค้งโหลดจริง การคำนวณโหลดและโอเวอร์โหลดที่อนุญาตสำหรับสถานีย่อยที่มีอยู่สามารถทำได้ เพื่อตรวจสอบความสามารถในการยอมรับของตารางโหลดที่มีอยู่ ตลอดจนกำหนดตัวเลือกที่เป็นไปได้สำหรับตารางรายวันด้วย ค่าสูงสุดของโหลดแฟกเตอร์ในขณะก่อนหน้าของโหมดโอเวอร์โหลดและในโหมดโอเวอร์โหลด

ในขั้นตอนการออกแบบสถานีย่อย สามารถใช้เส้นโค้งโหลดทั่วไป หรือตามคำแนะนำที่เสนอใน GOST 14209-85 ให้เลือกกำลังของหม้อแปลงตามเงื่อนไขการโอเวอร์โหลดฉุกเฉิน

จากนั้นสำหรับสถานีย่อยที่หม้อแปลงไฟฟ้าเกินพิกัดฉุกเฉินเป็นไปได้ (หม้อแปลงสองตัว, หม้อแปลงหนึ่งตัวพร้อมการเชื่อมต่อสำรองที่ด้านทุติยภูมิ) หากทราบโหลดที่คำนวณได้ของไซต์ Sp และค่าสัมประสิทธิ์ของการโอเวอร์โหลดฉุกเฉินที่อนุญาต Kz.av กำลังไฟพิกัดของหม้อแปลงถูกกำหนดเป็น

มหาวิทยาลัยวิทยาศาสตร์ประยุกต์ = Sp / Kz.av

นอกจากนี้ ควรสังเกตว่าการโหลดหม้อแปลงเกินกว่ากำลังที่กำหนดจะได้รับอนุญาตก็ต่อเมื่อระบบระบายความร้อนของหม้อแปลงอยู่ในสภาพใช้งานได้ดีและทำงานอย่างเต็มที่

สำหรับกราฟทั่วไป ปัจจุบันได้รับการออกแบบมาสำหรับโหนดโหลดจำนวนจำกัด

เนื่องจากการเลือกจำนวนและกำลังของหม้อแปลงโดยเฉพาะอย่างยิ่งสถานีย่อยของผู้บริโภค 6-10 / 0.4-0.23 kV มักถูกกำหนดโดยปัจจัยทางเศรษฐกิจเป็นหลัก จึงจำเป็นต้องคำนึงถึงการชดเชยพลังงานปฏิกิริยาในเครือข่ายไฟฟ้าของ ผู้ใช้

ด้วยการชดเชยพลังงานปฏิกิริยาในเครือข่ายสูงถึง 1 kV จึงเป็นไปได้ที่จะลดจำนวนสถานีย่อยของหม้อแปลง 10 / 0.4 ซึ่งเป็นกำลังรับการจัดอันดับ นี่เป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่งสำหรับผู้ใช้ในอุตสาหกรรมในเครือข่ายสูงถึง 1 kV ซึ่งต้องชดเชยค่าโหลดรีแอกทีฟที่มีนัยสำคัญ วิธีการที่มีอยู่สำหรับการออกแบบการชดเชยพลังงานปฏิกิริยาในเครือข่ายไฟฟ้าของผู้ประกอบการอุตสาหกรรมและแสดงถึงการเลือกความจุของอุปกรณ์ชดเชยด้วยการเลือกจำนวนหม้อแปลงของสถานีย่อยและความจุพร้อมกัน

ดังนั้น เมื่อคำนึงถึงข้างต้น ความซับซ้อนของการคำนวณทางเศรษฐศาสตร์โดยตรง ในมุมมองของตัวบ่งชี้ที่เปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วของต้นทุนการก่อสร้างสถานีไฟฟ้าย่อยและค่าไฟฟ้า ในการออกแบบสถานีย่อยของผู้บริโภคใหม่และการสร้างใหม่ 6-10 / 0, 4 -0.23 kV, การเลือกกำลังของหม้อแปลงไฟฟ้าสามารถทำได้ดังนี้:

— ในเครือข่ายอุตสาหกรรม:

ก) เลือกกำลังหน่วยของหม้อแปลงตามคำแนะนำสำหรับความหนาแน่นเฉพาะของโหลดการออกแบบและโหลดการออกแบบทั้งหมดของสิ่งอำนวยความสะดวก

b) ต้องเลือกจำนวนของหม้อแปลงสถานีย่อยและกำลังไฟพิกัดตามแนวทางการออกแบบ การชดเชยพลังงานปฏิกิริยา ในเครือข่ายไฟฟ้าของผู้ประกอบการอุตสาหกรรม

c) การเลือกกำลังของหม้อแปลงจะต้องคำนึงถึงปัจจัยโหลดที่แนะนำและเกินพิกัดฉุกเฉินที่อนุญาตของหม้อแปลง

d) เมื่อมีตารางโหลดทั่วไป การเลือกจะต้องเป็นไปตาม GOST 14209-85 โดยคำนึงถึงการชดเชยพลังงานปฏิกิริยาในเครือข่ายสูงถึง 1 kV

— ในเครือข่ายไฟฟ้าในเมือง:

ก) ด้วยเส้นโค้งโหลดทั่วไปของสถานีย่อย ควรเลือกกำลังหม้อแปลงตาม GOST 14209-85

b) การทราบประเภทของโหลดของสถานีย่อยในกรณีที่ไม่มีตารางเวลาทั่วไป ขอแนะนำให้เลือกตามคำแนะนำวิธีการ

ตัวอย่าง. การเลือกจำนวนและความจุของหม้อแปลงของสถานีย่อยหม้อแปลงไฟฟ้าตามข้อมูลเริ่มต้นต่อไปนี้: Пр = 250 kW, Qp = 270 kvar; หมวดหมู่ของเครื่องรับไฟฟ้าของการประชุมเชิงปฏิบัติการตามระดับความน่าเชื่อถือของแหล่งจ่ายไฟ — 3.

คำตอบ. ความสามารถในการออกแบบทั้งหมดของการประชุมเชิงปฏิบัติการ

จาก พลังการออกแบบ (377 kV × A) ระดับความน่าเชื่อถือของแหล่งจ่ายไฟที่ต้องการ (ประเภท 3 ของผู้ใช้ไฟฟ้า) สามารถใช้เป็นสถานีย่อยการขนส่งเดี่ยวที่มีกำลังหม้อแปลง Snt = 400 kV × A

ตัวประกอบภาระของหม้อแปลงจะเป็น

ซึ่งเป็นไปตามข้อกำหนดที่เกี่ยวข้อง