Lựa chọn số lượng và công suất máy biến áp

Việc lựa chọn đúng số lượng và công suất máy biến áp trong các trạm biến áp của các xí nghiệp công nghiệp là một trong những vấn đề quan trọng của việc cung cấp điện và xây dựng mạng lưới hợp lý. Trong điều kiện bình thường, máy biến áp phải cung cấp điện cho tất cả người dùng của doanh nghiệp ở mức tải định mức của họ.

Số lượng máy biến áp trong trạm biến áp được xác định theo yêu cầu về độ tin cậy cung cấp điện. Theo cách tiếp cận này, lựa chọn tốt nhất là lắp đặt hai máy biến áp, cung cấp nguồn điện liên tục. người dùng hội thảo thuộc bất kỳ danh mục nào… Tuy nhiên, nếu chỉ lắp đặt máy thu loại II và III trong dịch vụ, thì các trạm biến áp đơn lẻ thường tiết kiệm hơn.

Khi thiết kế mạng trong quá trình lắp đặt, việc lắp đặt các trạm biến áp đơn được thực hiện trong trường hợp người tiêu dùng bị thiếu điện thông qua mạng điện áp thấp, cũng như khi có thể thay thế một máy biến áp bị hỏng trong một thời gian nhất định.

Cơm. 1 Sơ đồ cấp điện phân xưởng với một (a) và hai (b) máy biến áp

Các trạm biến áp hai máy biến áp được sử dụng với số lượng đáng kể người dùng loại II hoặc với sự có mặt của người dùng loại I. Ngoài ra, các trạm biến áp hai máy biến áp có lịch phụ tải hàng ngày và hàng năm của doanh nghiệp không đồng đều, chế độ vận hành theo mùa với sự chênh lệch đáng kể về phụ tải theo ca. Sau đó, khi tải giảm, một trong các máy biến áp bị tắt.

Vấn đề chọn số lượng máy biến áp bao gồm việc lựa chọn giữa hai tùy chọn (Hình 1 a và b) tùy chọn có các chỉ tiêu kinh tế và kỹ thuật tốt nhất. Phiên bản tối ưu của sơ đồ năng lượng được chọn dựa trên so sánh chi phí hàng năm giảm cho từng tùy chọn:

Γi = Ce, i + kn, eKi + Yi,

trong đó Ce, i — chi phí vận hành của phương án thứ i, kn, e — hệ số hiệu quả tiêu chuẩn, Ki — chi phí vốn cho phương án thứ i, Ui — tổn thất của người tiêu dùng do gián đoạn cung cấp điện.

Cần lưu ý rằng trong trường hợp của hình. 1 (a), mất điện hoàn toàn và ở đây không thể tính đến việc cung cấp cho người tiêu dùng thông qua đường dây dự phòng cho điện áp 0,4 kV, vì mạch như vậy tương tự như mạch hai máy biến áp, nhưng hiệu suất kém hơn do đến đường dây dài từ 0,4 kV...

Khi so sánh các lựa chọn, câu hỏi về sự phát triển trong tương lai của doanh nghiệp đóng một vai trò quan trọng. Vì vậy, ví dụ: nếu hiện tại chỉ có người dùng từ danh mục thứ hai trong cửa hàng, thì bạn nên xem xét các tùy chọn. Nhưng nếu sau một năm, nó được lên kế hoạch trang bị lại sản xuất và những người tiêu dùng hạng nhất xuất hiện trong cửa hàng, thì tất nhiên, cần phải chọn phương án có hai máy biến áp.

Về nguyên tắc, việc lắp đặt hai máy biến áp cung cấp nguồn điện đáng tin cậy cho người tiêu dùng. Điều này có nghĩa là nếu một máy biến áp bị hỏng, thì máy thứ hai, có tính đến khả năng quá tải của nó, đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện 100% trong thời gian cần thiết để sửa chữa máy biến áp.

Nhưng có những trường hợp khi nguồn điện của hai máy biến áp hiện tại không đủ để cung cấp năng lượng cho tất cả các máy thu, chẳng hạn như khi lắp đặt thiết bị mạnh hơn, thay đổi chế độ hoạt động của máy thu điện, v.v. Sau đó, các phương án lắp đặt máy biến áp mạnh hơn trong trạm biến áp hoặc lắp đặt máy biến áp thứ ba để bù công suất tăng thêm sẽ được xem xét.

Phương án thứ hai có vẻ khả thi hơn, vì độ tin cậy của trạm biến áp tăng lên, không cần bán máy biến áp cũ và chi phí vốn để lắp đặt máy biến áp thứ ba theo quy định là ít hơn nhiều so với khi trang bị lại toàn bộ trạm biến áp .

Nhưng tùy chọn này không phải lúc nào cũng khả thi, ví dụ, với sự phát triển dày đặc của lãnh thổ doanh nghiệp, đơn giản là có thể không có đủ không gian cho một máy biến áp bổ sung. Mặt khác, có sự phức tạp đáng kể về mạch điện có thể không thực hiện được khi các máy biến áp hoạt động song song. Do đó, việc xem xét các lựa chọn được thực hiện trên cơ sở từng trường hợp cụ thể.

Ngoài các yêu cầu về độ tin cậy, khi chọn số lượng máy biến áp, cần tính đến phương thức hoạt động của máy thu. Ví dụ, với hệ số lấp đầy đường cong phụ tải thấp, về mặt kinh tế có thể lắp đặt không chỉ một mà là hai máy biến áp.

TRÊN trạm biến áp lớn, GPP, theo quy định, số lượng máy biến áp được chọn không quá hai. Điều này chủ yếu là do chi phí chuyển đổi thiết bị ở phía điện áp cao hơn của doanh nghiệp tương đương với chi phí của một máy biến áp.

Lựa chọn máy biến áp theo công suất

Nên chọn công suất MBA GPP, MBA phân xưởng (trừ trường hợp lịch phụ tải biến động mạnh), nên chọn phụ tải trung bình cho ca bận nhất, sau đó kiểm tra và hiệu chỉnh theo công suất tiêu thụ cụ thể của từng ca. đơn vị sản xuất thu được là kết quả của các nghiên cứu về tải điện của doanh nghiệp.

Để cung cấp liên tục cho các tải thuộc loại thứ nhất và thứ hai, nên lắp đặt hai máy biến áp có hệ số tải ở chế độ bình thường là 0,6-0,7 trên GPP của các doanh nghiệp công nghiệp.

Nên lấy các hệ số tải sau cho máy biến áp của các trạm biến áp thương mại: máy biến áp kép có tải chủ yếu thuộc loại thứ nhất - 0,65 - 0,7, máy biến áp đơn có tải chủ yếu thuộc loại thứ hai và dự phòng cho các bộ nhảy điện áp thứ cấp - 0,7 - 0,8.

Số lượng và công suất máy biến áp phân xưởng cần được lựa chọn trên cơ sở tính toán kinh tế kỹ thuật. Đồng thời, trong phép tính gần đúng đầu tiên, công suất của máy biến áp trong mạng có điện áp 380 V có thể được lấy dựa trên mật độ tải cụ thể sau: lên tới 1000 kVA với mật độ lên tới 0,2 kV-A / m2, 1600 kVA ở mật độ 0 ,2 — 0,3 kVA / m2, 1600 — 2500 kVA ở mật độ 0,3 kVA / m2 trở lên.

Thang công suất tiêu chuẩn của máy biến điện lực

Ở nước ta, một quy mô công suất máy biến áp duy nhất đã được thông qua. Lựa chọn thang đo hợp lý là một trong những nhiệm vụ chính trong việc tối ưu hóa hệ thống điện công nghiệp. Ngày nay có hai thang đo sức mạnh: với bước 1,35 và với bước 1,6. Tức là, thang thứ nhất bao gồm các công suất: 100, 135, 180, 240, 320, 420, 560 kVA, v.v. và thang thứ hai bao gồm 100, 160, 250, 400, 630, 1000 kVA, v.v. thang công suất hiện tại chúng không được sản xuất và được sử dụng trên các trạm biến áp hiện có, và thang công suất thứ hai được sử dụng để thiết kế các trạm biến áp mới.

Cần lưu ý rằng thang đo có hệ số 1,35 có lợi hơn về tải máy biến áp. Ví dụ, khi hai máy biến áp đang vận hành với hệ số tải là 0,7, khi một trong số chúng bị cắt, máy kia sẽ bị quá tải 30%. Chế độ vận hành này đáp ứng các yêu cầu về điều kiện vận hành của máy biến áp. Bằng cách này, sức mạnh của nó có thể được sử dụng đầy đủ.

Ở mức quá tải cho phép là 40%, xảy ra tình trạng sử dụng dưới mức công suất lắp đặt của máy biến áp với thang điểm 1,6.

Giả sử 2 máy biến áp của trạm biến áp làm việc độc lập, tải của mỗi máy là 80 kVA, khi ngắt 1 máy thì máy thứ 2 phải cung cấp tải 160 kVA, không thể chấp nhận phương án lắp 2 máy biến áp 100 kVA. , vì trong trường hợp này quá tải sẽ là 60% khi một máy biến áp không hoạt động. Khi lắp đặt máy biến áp 160 kVA, điều này dẫn đến tải của chúng ở chế độ bình thường chỉ bằng 50%.

Khi sử dụng thang đo có bước 1,35, bạn có thể lắp đặt máy biến áp có công suất 135 kVA, khi đó tải của chúng ở chế độ bình thường sẽ là 70% và trong trường hợp quá tải khẩn cấp sẽ không quá 40%.

Dựa trên ví dụ này, bạn có thể thấy rằng thang đo có bước 1,35 hợp lý hơn. Và khoảng 20% ​​điện năng của các máy biến áp được sản xuất không được sử dụng. Một giải pháp khả thi cho vấn đề này là lắp đặt hai máy biến áp tại một trạm biến áp có công suất khác nhau. Tuy nhiên, giải pháp này không thể được coi là hợp lý về mặt kỹ thuật, bởi vì khi ngừng sử dụng máy biến áp có công suất lớn hơn, máy biến áp còn lại sẽ không bao phủ toàn bộ phụ tải của phân xưởng.

Một câu hỏi tự nhiên được đặt ra: lý do để chuyển sang một bộ năng lực mới là gì? Câu trả lời rõ ràng nằm ở việc giảm sự đa dạng của công suất để thống nhất thiết bị: không chỉ máy biến áp, mà còn ở gần nó (công tắc, công tắc ngắt tải, bộ ngắt kết nối vân vân.).

Dựa trên tất cả những gì đã nói, việc lựa chọn số lượng và công suất máy biến áp để cấp nguồn cho các trạm biến áp của nhà máy được thực hiện như sau:

1) số lượng máy biến áp của trạm biến áp được xác định dựa trên độ tin cậy của nguồn điện, có tính đến loại máy thu;

2) các tùy chọn gần nhất để cấp nguồn cho các máy biến áp đã chọn (không quá ba) được chọn, có tính đến tải cho phép của chúng ở chế độ bình thường và quá tải cho phép ở chế độ khẩn cấp;

3) một giải pháp khả thi về mặt kinh tế được xác định bởi các phương án đã vạch ra, có thể chấp nhận được đối với các điều kiện cụ thể;

4) khả năng mở rộng hoặc phát triển trạm biến áp được tính đến và xem xét khả năng lắp đặt các máy biến áp mạnh hơn trên cùng một nền móng hoặc dự kiến ​​khả năng mở rộng trạm biến áp bằng cách tăng số lượng máy biến áp.