Трансформаторные подстанции

где tg ф находят для угла ф, косинус которого определяют из пас­портных данных установки.

Полная расчетная мощность силовой нагрузки определяется как

(3.4)

К расчетной силовой нагрузке необходимо прибавить мощность на освещение. Расчеты удобно вести в табличной форме (табл. 3.1).

Примечание. Значения Ру, Кс, cos φ определяют по справочной литературе. Значения Рр, Qp, Sр рассчитываютпо формулам (3.2), (3.3), соответственно. Итоговые строки определяются как сумма соответствующих расчетных нагрузок:

например

Компенсация реактивной мощности. Потеря электроэнергии при передачи по проводам трехфазной линии определяется формулой

(3.5)

где W — потеря электроэнергии, кВт ч; Р — передаваемая мощ­ность, кВт; R — активное сопротивление питающей линии, Ом; / — время, ч; U — напряжение передающей сети, В.

Формула показывает, что потеря при передачи некоторой мощности Р обратно пропорциональны квадрату напряжения, при котором производится передача, и квадрату коэффициента мощности.

Отсюда следует, что для снижения потерь электроэнергии надо использовать более высокие напряжения, стремиться к сокраще­нию протяженности сетей до 1 ООО В, применять меры по повыше­нию коэффициента мощности.

На значении коэффициента мощности электроустановки отри­цательно сказывается наличие малозагруженных электродвигате­лей и трансформаторов. Поэтому в первую очередь проводятся ме­роприятия организационного порядка, направленные на то, что­бы естественный коэффициент мощности достиг максимального значения. Если этих мер недостаточно, то применяют батареи кон­денсаторов, синхронные двигатели.

Методика расчет величины и места расположения конденсато­ров сложна, но в приближенных расчетах значение емкости (квар) определяют по формуле

(3.6)

где Qc — емкость конденсаторной батареи; Р — расчетная актив­ная мощность нагрузки, квар; tg (рр — расчетный тангенс.

По каталожным данным выбирают ближайший стандартный конденсатор. Устанавливают батареи конденсаторов или на под­станции, или непосредственно у потребителя.

3.5.  Трансформаторные подстанции

Трансформаторные подстанции служат для приема электроэнер­гии, преобразования напряжения и распределения электрической энергии на объекте. По назначению различают следующие виды трансформаторных подстанций:

главные (повышающие и понижающие) подстанции, предназна­ченные для повышения напряжения линии электропередач при больших расстояниях. Понижающие или повышающие подстан­ции (главные понизительные подстанции — ГПП) служат пунк­тами приема электроэнергии от энергосистем и преобразования ее напряжения для дальнейшего распределения по крупным объек­там. Высокое напряжение таких подстанций обычно может быть

1150…30 кВ, низкое — 35 …6 кВ (чаще всего 10 кВ);

распределительные, или просто трансформаторные подстанции (ТП), в которых электроэнергия, поступающая от ГПП, транс­формируется с высшего напряжения 35 …6 кВ на низшее 660/380 или 380/220 В, на которое и рассчитано большинство потребите­лей. На строительстве, однако, имеют место и мощные потребите­ли электроэнергии по 6 и 10 кВ (землесосные снаряды, шагающие экскаваторы, компрессоры).

Оборудование ТП состоит из трансформаторов, аппаратов ком­мутации и защиты, устройств управления, контроля и учета элект­роэнергии. Схема ТП типа строительной комплектной трансформа­торной подстанции с одним трансформатором показана на рис. 3.7. С высокой стороны трансформатор присоединен к линии через замыкающий контакт и высоковольтный предохранитель (вместо них может быть установлен выключатель нагрузки или масляный выключатель). Защита от перенапряжения осуществляется разряд­ником. Обмотки трансформатора соединены в «звезду», со сторо­ны низшего напряжения нейтраль глухо заземлена. По конструк­тивному выполнению различают открытые, закрытые, передвиж­ные подстанции.

К открытым, оборудование которых устанавливается на откры­том воздухе, относятся мачтовые подстанции с трансформатора­ми, установленными на деревянных или железобетонных опорах. На рис. 3.7 изображена подстанция с одним трансформатором, присоединенным к ЛЭП. Трансформаторы и аппаратура высокого напряжения расположены на П-образной опоре на высоте 4 м, а распределительное устройство (распределительный щит) 380/220 В — внизу в шкафу. Для установки трансформаторов полной мощно­сти 160…400 кВ А применяют А-образные и П-образные опоры. Открытые подстанции могут быть выполнены также с установкой трансформатора на помосте, а распределительного щита — в ме­таллическом шкафу на уровне земли. На таких ТП предусматрива­ются ограждение и наружное освещение.

Закрытые ТП (рис. 3.8) располагаются в помещениях. В усло­виях строительства такими зданиями могут быть производствен­ные объекты или специальные сооружения. К закрытым транс­форматорным подстанциям относятся также комплектные под­станции КТП или СКТП (строительные комплектные трансфор­маторные подстанции). Электрооборудование КТП размещается в металлическом корпусе. Ввод 6… 10 кВ может быть кабельным или воздушным.

Передвижные подстанции (рис. 3.9), которые также могут быть комплектными, монтируются на авто — или железнодорожной плат­форме.

Технические характеристики силовых трансформаторов. Основ­ным конструктивным типом силового трансформатора напряже­нием до 10 кВ является трехфазный трансформатор с естествен­ным масляным охлаждением. Используются и сухие силовые транс­форматоры (т. е. с воздушным охлаждением). Они безопасны в от­ношении пожара и поэтому ими комплектуются ТП в зданиях с повышенными требованиями пожарной безопасности. Для работы в условиях повышенной влажности сухие трансформаторы непри­годны, поэтому в условиях строительной площадки их не приме­няют.

Во всех трансформаторах предусматривается возможность из­менения коэффициента трансформации в пределах ± 10 % напря­жения, указанного в паспорте.

Промышленность выпускает трехфазные силовые трансформа­торы по определенной шкале мощностей: 10; 16; 25; 40; 63; 100; 250; 400; 630; 1000; 1600 кВ А. В условиях строительных площадок трансформаторы напряжения 10/0,4 и 6/0,4 кВ применяются пре­имущественно мощностью 100 и 630 кВ А.

Определение типа и мощности силового трансформатора. Выбор типа, мощности ТП, ее расположение обуславливается величи­ной, характером электрических нагрузок и их пространственным расположением.

Расчет ведется в такой последовательности: определяется местоположение ТП с учетом положения опасных зон, расположения подъездных путей и дорог. Трансформаторные подстанции желательно располагать ближе к мощным потребителям;

при определении мощности трансформатора необходимо одно­временно решать вопрос о компенсации реактивной мощности. При компенсации на стороне 0,4 кВ получается расчетная мощность трансформатора:

(3.7)

где Рр — расчетная активная мощность нагрузки, кВт; Qp — рас­четная реактивная мощность нагрузки, квар; Q3 — реактивная мощ­ность энергосистемы (как правило, Q3 = 0,33 Рр); В — коэффици­ент загрузки трансформатора (для однотрансформаторной подстан­ции В = 0,95… 1,0).