電力供給システムの変電所

1 変圧器および 2 変圧器の変電所の適用分野

原則として、1 つまたは 2 つの変電所の電源システムが使用されます。3 つの変電所を使用すると、追加の資本コストが発生し、年間の運用コストが増加します。 3 つの変電所は、変電所の改築や拡張の際に強制的な解決策として使用されることはほとんどなく、電気負荷と照明負荷に個別の電源システムを備え、急峻な交流負荷を供給する場合に使用されます。

1 つの変圧器 6-10 / 0.4 kV を備えた変電所は、損傷した要素（エネルギー消費者の供給）の修理または交換に必要な、電源の中断が 1 日以内である負荷を供給する場合に使用されます。カテゴリ III) の電力消費者向け、および二次電圧のジャンパまたは変圧器の在庫予備の存在による電力供給の低下の対象となる、カテゴリ II のエネルギー消費者への電力供給向け。

1 つの変圧器を備えた変電所は、企業の運営に低負荷期間が伴う場合、変電所間のジャンパーの存在により 2 次変圧器の一部をオフにすることができるという意味でも有用です。経済的に適切な変圧器の動作モードを作成します。

変圧器の経済的な動作モードは、変圧器の電力損失を最小限に抑えるモードとして理解されます。この場合、動作する変圧器の最適な数を選択する問題は解決されます。

このような変電所は、エネルギー消費者への6〜10 kVの電圧の最大収束という点で経済的であり、電気エネルギーの変換の分散化によりネットワークの長さが1 kVに短縮されます。この場合、問題は、2 変圧器変電所 1 つではなく 2 つの単変圧器を使用することで解決されます。

2 つの変圧器を備えた変電所は、主にカテゴリ I および II の電力消費者に使用されます。この場合、変圧器の電力は、一方の変圧器が仕事を離れたときに、許容される過負荷のあるもう一方の変圧器がすべての消費者の負荷を引き受けるように選択されます（この状況では、次のカテゴリの電気消費者を一時的にオフにすることが可能です） Ⅲ）。このような変電所は、ユーザーのカテゴリに関係なく、日次または年間負荷スケジュールが不均一である場合にも望ましいものです。このような場合、変圧器の接続電力を変更すると有利です。たとえば、季節負荷が存在する場合、1 つまたは 2 つのシフトが大幅に異なるシフト負荷で動作します。

電源 集落、都市の地区、作業場、作業場グループ、または企業全体は、1 つまたは複数の変電所によって提供されます。 1 つまたは 2 つの変電所を建設する可能性は、電源システムのいくつかのオプションの技術的および経済的比較の結果として決定されます。オプションを選択する基準は、変電所の建設にかかるコストを最小限に抑えることです。電源システム。比較したオプションにより、必要なレベルの電源の信頼性が確保されるはずです。

産業企業の電源システムでは、次の変圧器の単位容量が最もよく使用されます: 630、1000、1600 kV × A、都市の電力網では 400、630 kV × A。設計と運用の実践により、変圧器の多様性によりメンテナンスが不便になり、追加の修理費用が発生するため、同じ電力の同じタイプの変圧器を使用する必要があります。

変電所における変圧器の電力選択

一般に、電源変圧器の選択は、電源設備の推定負荷、最大負荷の継続時間、負荷の増加率、電気料金、負荷の増加率などの基本的な入力データに基づいて行われます。変圧器の耐荷重とその経済的負荷。

変圧器の単位電力を選択するための主な基準変電所 変圧器の数の選択と同様に、オプションの技術的および経済的な比較に基づいて得られる最小限のコスト削減です。

変圧器の単位電力の選択は、おおよそ、特定の設計負荷密度 (kV × A / m2) と現場の全設計負荷 (kV × A) に従って行うことができます。

比負荷密度が最大 0.2 kV × A / m2、総負荷が最大 3000 kV × A の場合、変圧器を 400 個使用することをお勧めします。 630;二次電圧0.4 / 0.23 kVで1000 kVA。比密度と総負荷が指定値を超える場合、容量 1600 および 2500 kVA の変圧器の方が経済的です。

しかし、これらの推奨事項は、電気機器、特に TP の価格が急速に変化しているため、十分に実証されていません。

設計実務では、変電所の変圧器は、表のデータに従って、施設の設計負荷と変圧器の経済的負荷の推奨係数 Kze = СР / Сн.т. に従って選択されることがよくあります。

ワークショップTP用変圧器の推奨負荷率

変圧器負荷率 変電所のタイプと負荷の性質 0.65 ～ 0.7 カテゴリ I の主負荷を持つ 2 つの変圧器変電所 0.7 ～ 0.8 相互冗長性が存在する場合のカテゴリ II の主負荷を持つ単一変圧器変電所二次電圧 0.9 ～ 0.95 の他の変電所とのジャンパでカテゴリ III の負荷またはカテゴリ II の主負荷を持つ変電所 (変圧器の在庫予備を使用する可能性あり)

変圧器の電力を選択するときは、負荷容量を適切に考慮することが重要です。

変圧器の負荷容量の下で、一連の許容負荷、系統的および緊急過負荷は、変圧器の絶縁の熱摩耗の計算から理解されます。変圧器の容量を考慮しないと、選択時に定格電力を不当に過大評価する可能性があり、経済的に非現実的です。

ほとんどの変電所では、変圧器の負荷が変動し、長期間にわたって公称値を下回ったままになります。変圧器の重要な部分は緊急事態後のモードを考慮して選択されるため、通常は長時間にわたって過小負荷のままになります。さらに、電源変圧器は、許容周囲温度 + 40 °C で動作するように設計されています。実際、通常の条件下では周囲温度 20 ～ 30 °C までで動作します。したがって、電源変圧器は、ある瞬間に上記の状況を考慮すると、確立された耐用年数 (20 ... 25 年) を損なうことなく過負荷になる可能性があります。

変圧器のさまざまな動作モードの研究に基づいて、冷却タイプ M、D を含む最大 100 mV × A の容量を持つ汎用電力用石油変圧器の許容系統負荷と緊急過負荷を規制する GOST 14209-85 が開発されました。 、DC および C、媒体の温度を考慮します。

GOST 14209-85 に従って系統的負荷と緊急過負荷を決定するには、過負荷に先立つ初期負荷と過負荷の継続時間を知ることも必要です。これらのデータは、実際の初期負荷曲線 (皮相電力または電流) を長方形の 2 段階または多段階曲線の熱等価物に変換して決定されます。

実際の元の負荷曲線が必要なため、既存の変電所に対して許容負荷と過負荷の計算を実行して、既存の負荷スケジュールの許容性を確認したり、毎日のスケジュールの可能なオプションを決定したりできます。過負荷モード直前および過負荷モードにおける負荷率の最大値。

変電所の設計段階では、一般的な負荷曲線を使用することも、GOST 14209-85 で提案されている推奨事項に従って、緊急時の過負荷状態に応じて変圧器電力を選択することもできます。

次に、変圧器の緊急過負荷が発生する可能性がある変電所 (2 つの変圧器、2 次側にバックアップ接続を備えた 1 つの変圧器) の場合、サイトの計算された負荷 Sp と許容される緊急過負荷の係数 Kz.av がわかっている場合、変圧器の定格電力は次のように決定されます。

応用科学大学= Sp / Kz.av

また、定格電力を超える変圧器への負荷は、変圧器冷却システムが正常に機能し、完全に作動している場合にのみ許可されることにも注意してください。

一般的なグラフに関しては、現在、限られた数の負荷ノード向けに設計されています。

変圧器の数と電力の選択、特に 6 ～ 10 / 0.4 ～ 0.23 kV の需要家変電所では、主に経済的要因によって決定されることが多いため、電力網における無効電力の補償を考慮することが不可欠です。ユーザー。

ネットワーク内の無効電力を最大 1 kV まで補償することで、10 / 0.4 変電所の数とその定格電力を減らすことができます。これは、無効負荷の大きな値を補償する必要がある最大 1 kV のネットワーク内の産業ユーザーにとって特に重要です。産業企業の電気ネットワークにおける無効電力補償を設計するための既存の方法論は、変電所の変圧器の数とその容量を同時に選択すると同時に、補償装置の容量を選択することを意味します。

したがって、上記を考慮すると、変電所の建設コストと電力コストの指標が急速に変化することを考慮した、新規および既存の需要家用変電所の改築の設計における直接的な経済計算の複雑さ 6-10 / 0、4 -0.23 kV、電源トランスの電力選択は次のように行うことができます。

— 産業用ネットワーク:

a) 設計負荷の比密度および施設の全設計負荷に関する推奨事項に従って、変圧器の単位電力を選択します。

b) 変電所変圧器の数とその定格電力は、設計ガイドラインに従って選択する必要があります。 無効電力補償 産業企業の電気ネットワーク。

c) 変圧器の電力の選択は、変圧器の推奨負荷率と許容される緊急過負荷を考慮して実行する必要があります。

d) 一般的な負荷スケジュールが存在する場合、最大 1 kV のネットワークにおける無効電力の補償を考慮して、GOST 14209-85 に従って選択を行う必要があります。

— 都市の電力ネットワークでは:

a) 変電所の利用可能な標準負荷曲線を使用して、変圧器電力の選択は GOST 14209-85 に従って行う必要があります。

b) 変電所の負荷の種類を知っている場合、その典型的なスケジュールがない場合は、方法論的な指示に従って選択することをお勧めします。

例。次の初期データに従って、ワークショップ変電所の変圧器の数と容量を選択します。Пр = 250 kW、Qp = 270 kvar。電源の信頼度に応じたワークショップの受電器のカテゴリ — 3.

答え。ワークショップの完全なデザイン能力。

から デザイン力 (377 kV × A) 電源信頼性の必要レベル (電力消費者のカテゴリ 3) は、変圧器電力 Snt = 400 kV × A の単一輸送変電所とみなすことができます。

変圧器の負荷率は次のようになります。

関連する要件を満たしていること。