Расчет мощности силових трансформаторов понижающей подстанции с учетом компенсации реактивной мощности

3.3 Расчет мощности силових трансформаторов понижающей подстанции с учетом компенсации реактивной мощности

Выбор мощности трансформаторов производится на основании расчетной нагрузки в нормальном режиме работы с учетом режима энергоснабжающей организации по реактивной мощности. В послеаварнйном режиме (при отключении одного трансформатора) для надежного электроснабжения потребителей предусматривается их питание от оставшегося в работе трансформатора. При этом часть неответственных потребителей с целью снижения загрузки трансформатора может быть отключена [4].

Так как в сушильно-печном участке пыльная среда и высокая температура трансформаторы расположим с наружи.

Учитывая, что реактивную мощность через трансформатор мы можем не пропускать, а скомпенсировать ее на низшей стороне, пользуясь значениями таблиц 3.3 и 3.5 можно определить коэффициенты загрузки трансформаторов в нормальном установившемся режиме:

, (3.1)

где – коэффициент перегрузки, зависящий от системы охлаждения трансформатора (для масляных);

 – расчетная загрузка по допустимому нагреву в ПУР-е по активной мощности;

 – расчетная загрузка по допустимому нагреву в НУР-е по активной мощности;

Таким образом коэффициент загрузки трансформатора №1 в нормальном установившемся режиме будет равен:

Аналогично коэффициент загрузки трансформатора №2 в НУР-е :

Расчетная необходимая мощность трансформатора №1:

 (3.2)

где – коэффициент загрузки трансформатора в НУР-е;

 – расчетная загрузка по допустимому нагреву в НУР-е по активной мощности.

 кВА;

расчетная необходимая мощность трансформатора №2:

 кВА;

Проведем корректировку по температуре окружающего воздуха. Минимальная стандартная номинальная мощность трансформатора с учетом наружной его установки, для трансформатора 1:

 кВА; (3.3)

где  – среднегодовая температура.

– необходимая мощность трансформатора.

для трансформатора 2 аналогично .

Из стандартного ряда трансформаторов выбираем трансформаторы марки ТМ-250/10. Параметры трансформатора возьмем из [5].

Таблица 3.6 – Параметры трансформатора ТМ-250/10

, кВА	Напряжение, кВ		, кВт	, кВт	,%	, %
250	10	0,4	0,82	3,7	4,5	2,3

 – значение оптимальной реактивной мощности, передаваемой из энергосистемы в сеть предприятия в период максимальных нагрузок энергосистемы для проектируемых и действующих предприятий [4].

 (3.4)

где  – такой тангенс угла  который обеспечит устойчивую рабу энергосистемы;

 – расчетная нагрузка по активной мощности потребителя.

Значение  задаются энергосистемой. В исходных данных этого значения нет, но обычно .

 кВАр

Рассчитаем пропускную способность трансформатора по реактивной мощности для трансформатора 1:

, (3.5)

 кВАр;

, (3.6)

 кВАр.

для трансформатора 2 по формулам 3.5 и 3.6:

 кВАр,

кВАр.

Рассчитаем пропускную способность подстанции по реактивной мощности:

, (3.7)

 кВАр

кВАр

Таблица 3.7 – Нагрузка и пропускная способность трансформаторов по реактивной мощности

Номер Трансформатора	Нагрузка по реактивной мощности в НУР-е	Пропускная способность по реактивной мощности в НУР-е	Нагрузка по реактивной мощности в ПУР-е	Пропускная способность по реактивной мощности в ПУР-е
1	118,1	202,25	206,8	240,3
2	116,6	203,78	206,8	240,3

Как видим из таблицы 3.6, пропускная способность подстанции и каждого трансформатора в отдельности позволяет не только обеспечить передачу реактивной мощности  но и осуществлять компенсацию требуемой реактивной мощности по высокой стороне (пропуская ее через трансформатор) как в НУР-е так и в ПУР-е что, как показывает практика дешевле чем компенсация на нижней стороне при компенсации реактивной мощности с помощью батарей статических конденсаторов, так как количество сгенерированной ими реактивной мощности зависит не только от их емкости, но и от квадрата напряжения, на котором происходит генерация. Поэтому применим в качестве компенсирующего устройства батареи косинусных конденсаторов (что позволит сгенерировать столько реактивной мощности сколько будет необходимо) установленных на высшей стороне.

Определим реактивную мощность которую необходимо скомпенсировать по формуле:

 (3.8)

где  – реактивная мощность холостого хода трансформатора;

– значение оптимальной реактивной мощности, передаваемой из энергосистемы в сеть предприятия в период максимальных нагрузок энергосистемы для проектируемых и действующих предприятий;

– реактивной мощности суммарные потери реактивной мощности в трансформаторе.

Рассчитаем потери реактивной мощности холостого хода трансформатора :

, (3.4)

кВАр.

Активное сопротивление двухобмоточного трансформатора рассчитаем по формуле:

, (3.5)

 Ом.

Реактивное сопротивление рассчитаем по формуле:

, (3.6)

 Ом.

Рассчитаем загрузочные потери реактивной мощности в трансформаторе:

 (3.7)

где ,  – активная и реактивная составные мощности, что протекают по сопротивлениям;

– напряжение ;

– реактивное сопротивление, потери в котором|каком| рассчитываем.

 ВАр.

Рассчитаем суммарные потери реактивной мощности по трансформаторах:

 кВАр

Найдем значения реактивной мощности, которые необходимо скомпенсировать с учетом того, что компенсация будет осуществляться по каждому трансформатору в отдельности:

для трансформатора 1:

кВАр;

для трансформатора 2:

кВАр.