変圧器の数と電力の選択

産業企業の変電所における変圧器の数と容量を正しく選択することは、電力供給と合理的なネットワークの構築の重要な問題の1つです。通常の状態では、変圧器は企業のすべてのユーザーに定格負荷で電力を供給する必要があります。

変電所内の変圧器の数は、電源の信頼性の要件によって決まります。このアプローチでは、2 つの変圧器を設置して無停電電源を提供するのが最善の選択肢です。 あらゆるカテゴリーのワークショップ ユーザー…ただし、サービス内にカテゴリ II および III の受信機のみが設置されている場合は、通常は単一の変電所の方が経済的です。

施設内でネットワークを設計する場合、低電圧ネットワークを通じて消費者の短絡が発生した場合、および損傷した変圧器を一定の時間内に交換できる場合に、単一変圧器変電所の設置が実行されます。

米。 1 1 つの変圧器 (a) と 2 つの変圧器 (b) を使用したワークショップの電源供給方式

2 変圧器変電所は、カテゴリ II の多数のユーザー、またはカテゴリ I のユーザーの存在下で使用されます。さらに、企業の日次および年間負荷スケジュールが不均一で、シフト負荷に大きな差がある季節モードの運転を行う 2 変圧器変電所が推奨されます。その後、負荷が減少すると、変圧器の 1 つがオフになります。

変圧器の数を選択する際の問題は、2 つのオプション (図 1 a と b) のうち、最良の技術的および経済的指標を備えたオプションを選択することにあります。電源スキームの最適なバージョンは、各オプションの年間コスト削減の比較に基づいて選択されます。

Γi = Ce、i + kn、eKi + Yi、

ここで、Ce、i - i 番目のオプションの運用コスト、kn、e - 標準効率係数、Ki - i 番目のオプションの資本コスト、Ui - 電力供給の中断による消費者の損失。

図の場合に注意してください。図 1 (a) では完全な停電が発生しており、ここでは電圧 0.4 kV のバックアップ ラインを介した需要家への供給は考慮できません。これは、このような回路は 2 つの変圧器回路に似ていますが、性能が劣るためです。 0.4kVからの長いラインまで...

オプションを比較する場合、企業の将来の発展の問題が重要な役割を果たします。したがって、たとえば、現在ストアに 2 番目のカテゴリーのユーザーしかいない場合は、オプションを検討するのが合理的です。しかし、1年後に生産設備を再装備することが計画されており、第一カテゴリーの消費者が店に現れる場合は、もちろん、2つの変圧器を備えたオプションを選択する必要があります。

原則として、2 つの変圧器を設置すると、消費者に信頼性の高い電力供給が提供されます。これは、1 つの変圧器が損傷した場合、過負荷容量を考慮して 2 番目の変圧器が、変圧器の修理に必要な時間の間、電源の 100% の信頼性を保証することを意味します。

しかし、より強力な機器を設置したり、受電器の動作モードを変更したりする場合など、既存の 2 つの変圧器の電力がすべての受電器に電力を供給するには不十分になる場合があります。次に、変電所にさらに強力な変圧器を設置するか、増加した電力をカバーするために 3 台目の変圧器を設置するオプションが検討されます。

変電所の信頼性が向上し、古い変圧器を売却する必要がなく、3 番目の変圧器を設置する資本コストが、原則として変電所全体を再装備する場合よりもはるかに少ないため、2 番目のオプションの方が望ましいと思われます。 。

しかし、このオプションは常に可能であるとは限りません。たとえば、企業の領土が密集して開発されている場合、追加の変圧器を設置するのに十分なスペースがない可能性があります。一方、回路がかなり複雑になるため、変圧器が並列動作している場合にはそれが不可能になる可能性があります。したがって、オプションの検討はケースバイケースで行われます。

変圧器の数を選択するときは、信頼性の要件に加えて、受信機の動作モードを考慮する必要があります。たとえば、負荷曲線曲線率が低い場合、変圧器を 1 つではなく 2 つ設置することが経済的に可能です。

の上 大型変電所、GPP では、原則として、変圧器の数は 2 つまで選択されます。これは主に、企業の高圧側のスイッチング機器のコストが変圧器のコストに匹敵するという事実によるものです。

電源による変圧器の選択

GPP 変圧器とワークショップ用変圧器の電力を選択することをお勧めします (急激に変化する負荷スケジュールの場合を除く)。最も忙しいシフトの平均負荷を選択し、その後、変圧器の特定の電力消費量に応じて確認および調整することをお勧めします。企業の電気負荷の研究の結果として得られた生産単位。

第 1 および第 2 カテゴリーの負荷を継続的に供給するには、産業企業の GPP ごとに、通常モードでの負荷率が 0.6 ～ 0.7 の変圧器を 2 台設置することが推奨されます。

商用変電所の変圧器については、次の負荷係数を取ることをお勧めします。第 1 カテゴリーの主負荷を持つ二重変圧器 — 0.65 — 0.7、第 2 カテゴリーの主負荷を持つ単一変圧器、および 2 次電圧ジャンパーの冗長性 — 0.7 — 0.8。

作業場変圧器の数と容量は、技術的および経済的な計算に基づいて選択する必要があります。同時に、最初の近似では、電圧 380 V のネットワーク内の変圧器の電力は、次の特定の負荷密度に基づいて計算できます: 最大 0.2 kV-A / m2、1600 kVA の密度で最大 1000 kVA密度0.2〜0.3 kVA / m2、1600〜2500 kVA、密度0.3 kVA / m2以上。

電源トランスの標準電力の目盛

我が国では、単一の変圧器容量スケールが採用されています。合理的な規模を選択することは、産業用電力システムを最適化する際の主要なタスクの 1 つです。現在、1.35 ステップと 1.6 ステップの 2 つのパワー スケールがあります。つまり、最初のスケールには 100、135、180、240、320、420、560 kVA などの電力が含まれ、2 番目のスケールには 100、160、250、400、630、1000 kVA などが含まれます。 2 番目の電力スケールは現在生産されておらず、既存の変電所で使用されており、2 番目の電力スケールは新しい変電所の設計に使用されます。

係数 1.35 のスケールは、トランスの負荷の点でより有利であることに注意してください。たとえば、2 つの変圧器が負荷率 0.7 で動作している場合、そのうちの 1 つがオフになると、もう 1 つは 30% 過負荷になります。この動作モードは、変圧器の動作条件の要件を満たします。このようにして、そのパワーを最大限に活用することができます。

許容過負荷が 40% になると、スケール 1.6 の変圧器の設置電力が十分に活用されなくなります。

変電所の 2 つの変圧器が別々に動作し、それぞれの負荷が 80 kVA であるとします。そのうちの 1 つが切断された場合、2 番目の変圧器は 160 kVA の負荷を提供する必要があります。100 kVA の変圧器を 2 つ設置するオプションは受け入れられません。 , この場合のように、1 つの変圧器が停止すると過負荷は 60% になります。 160 kVA 変圧器を設置すると、通常モードでの負荷はわずか 50% になります。

1.35ステップのスケールを使用する場合、容量135 kVAの変圧器を設置できます。その場合、通常モードでの負荷は70％になり、緊急過負荷では40％以下になります。

この例に基づくと、1.35 ステップのスケールがより合理的であることがわかります。また、製造された変圧器の電力の約 20% は使用されません。この問題に対する考えられる解決策は、変電所に異なる電力の 2 つの変圧器を設置することです。ただし、この解決策は技術的に合理的であるとは言えません。より高出力の変圧器が使用不能になると、残った変圧器が作業場の負荷全体をカバーできなくなるからです。

新しい一連の容量に移行する理由は何ですか?という当然の疑問が生じます。答えは明らかに、変圧器だけでなく、変圧器の近くにある機器を統合するために、さまざまな容量を削減することにあります。スイッチ, ロードブレークスイッチ, 断路器 等。）。

これまで述べてきたことに基づいて、工場の変電所に電力を供給するための変圧器の数と電力の選択は次のように行われます。

1) 変電所の変圧器の数は、受信機のカテゴリーを考慮して、電源の信頼性に基づいて決定されます。

2) 通常モードでの許容負荷と緊急モードでの許容過負荷を考慮して、選択した変圧器に電力を供給するための最も近いオプション (3 つ以下) が選択されます。

3) 経済的に実現可能な解決策は、概説されたオプションによって決定され、特定の条件で許容されます。

4) 変電所の拡張または開発の可能性が考慮され、同じ基礎上により強力な変圧器を設置する可能性の問題が検討されるか、変圧器の数を増やして変電所を拡張する可能性が想定されます。