Нагрузочная способность трансформаторов примеры решения задач

Артемов А. И. П од ред. Минченкова В.И. Смоленск, 2000. — 300 с.

В книге приводятся краткие теоретические сведения, относящиеся к основным вопросам электроснабжения промышленных предприятий и предложены задачи и примеры как с решением, так и с готовыми ответами. В книге "Электроснабжение промышленных предприятий в примерах и задачах" нашли отражение новые разработки по конструкциям шинопроводных сетей силового и осветительного оборудования, коммутационной и защитной аппаратуре, по конструктивному исполнению цеховых сетей, отражающих требования современных нормативных документов и ГОСТОВ. Приводятся справочные материалы, необходимые для рабочего, дипломного и курсового проектирования и могут быть использованы специалистами, занимающимися вопросами монтажа и эксплуатации электрического хозяйства на промышленных предприятиях.

Введение к книге "Электроснабжения промышленных предприятий в примерах и задачах":

Электроустановки современных промышленных предприятий представляют собой сложные системы, предъявляющие повышенные требования к надежности электроснабжения, что в свою очередь потребовало автоматизации работы отдельных элементов сетей. В этих условиях принципиально важно, чтобы в проектах электроснабжения и электрооборудования цехов принимались решения, отвечающие требованиям электробезопасности, наименьших затрат на их сооружение и удобства эксплуатации и надежности работы.

Проект электроснабжения промышленного предприятия, как правило, содержит: расчет электрических нагрузок на всех уровнях напряжения, выбор и расчет питающих и распределительных сетей, как цеха так и промышленного предприятия, включающих выбор цеховых подстанций с выбором мощности трансформаторов и определением их местоположения, а так же решения по электрическому освещению, выбору электрооборудования, аппаратов защиты и управления и вопросы электробезопасности. Проектные решения должны соответствовать требованиям основных нормативных документов, ПУЭ и СНИП и учитывать категорию надежности электроприемников и условия окружающей среды.

В данной работе сделана попытка отразить эти вопросы в доступной форме с использованием достаточного теоретического материала с иллюстрацией на конкретных примерах проектного решения. Материал каждой главы чаще всего соответствует решению какого либо вопроса проекта электроснабжения промышленного предприятия.

Скачать книгу Артемов А.И. "Электроснабжение промышленных предприятий в примерах и задачах" ( PDF , ZIP) — 53 ,6 мб:

Содержание книги Артемов А.И. "Электроснабжение промышленных предприятий в примерах и задачах":

— Электрические нагрузки. Основные сведения о нагрузках

— Расчетные нагрузки распределительной сети, электроприемников и их групп с числом не более трех

— Определение расчетных нагрузок методом коэффициента спроса (метод двухчленных формул)

— Определение расчетных нагрузок методом коэффициента максимума

— Расчет нагрузок статистическим методом

— Определение расчетных нагрузок от однофазные электроприемников

— Нагрузочная способность основных элементов системы электроснабжения предприятий

— Нагрузочная способность проводов и кабелей

— Нагрузочная способность трансформаторов

— Освещение промышленных зданий, площадок и проезжей части дорог

— Проектирование светотехнической части осветительных установок

— Выбор вида и системы освещения

— Выбор источников света и светильников

— Основные методы расчета освещения

— Цеховые трансформаторные подстанции

— Выбор типа и мощности цеховых подстанций

— Определение типа ТП

— Предварительный выбор мощности трансформаторов

— Оптимизация выбора мощности цеховых трансформаторов и компенсирующих устройств

— Размещение и устройство цеховых подстанций

— Выбор местоположения цеховых ТП

— Примеры расчетов по выбору мощности трансформаторов

— Расчет варианта с предварительным выбором мощности трансформаторов

— Расчеты по выбору мощности трансформаторов с учетом компенсации РМ.

— Проектирование электроснабжения цеха.

— Схемы силовых сетей и их конструктивное исполнение

— Схемы сетей электрического освещения

— Выбор схемы сети и ее конструктивного выполнения

— Расчет электрической сети

— Примеры решения задач

Скачать книгу Артемов А.И. "Электроснабжение промышленных предприятий в примерах и задачах" ( PDF , ZIP) — 53 ,6 мб:

При выборе мощности трансформаторов нельзя руководствоваться только их номинальной мощностью, так как в реальных условиях темпера­тура охлаждающей среды, условия установки трансформатора могут быть отличными от принятых. Нагрузка трансформатора меняется в течение суток, и если мощность выбрать по максимальной нагрузке, то в периоды спада ее трансформатор будет не загружен, т.е. недоиспользована его мощность. Опыт эксплуатации показывает, что трансформатор может работать часть суток с перегрузкой, если в другую часть суток его нагрузка меньше номинальной. Критерием различных режимов является износ изоляции трансформатора.

Нагрузочная способность трансформатора — это совокупность допу­стимых нагрузок и перегрузок.

Допустимая нагрузка — это длительная нагрузка, при которой рас­четный износ изоляции обмоток от нагрева не превосходит износ, соответ­ствующий номинальному режиму работы.

Перегрузка трансформатора — режим, при котором расчётный износ изоляции обмоток превосходит износ, соответствующий номинальному ре­жиму работы.Такой режим возникает, если нагрузка окажется больше номинальной мощности трансформатора или температура охлаждающей среды больше принятой расчётной.

Допустимые систематические нагрузки трансформатора больше его но­минальной мощности возможны за счёт неравномерности нагрузки в течение суток. На рис. 4.17 изображён суточный график нагрузки, из которого видно, что в ночные, утренние и дневные часы трансформатор недогружен, а во время вечернего максимума перегружен. При недогрузке износ изоляции мал, а во время перегрузки значительно увеличивается. Максимально допустимая систематическая нагрузка определяется при условии, что наибольшая температура обмотки +140 °С, наибольшая температура масла в верхних слоях +95 °С и износ изоляции за время максимальной нагрузки такой же, как при работе трансформатора при постоянной номинальной нагрузке, когда температура наиболее нагретой точки не превышает +98 °С (ГОСТ 14209-85). Для подсчета допустимой систематической нагрузки действительный график преобразуется в двухступенчатый (см. рис. 4.17).

Рис. 4.17. Построение двухступенчатого графика

по суточному графику нагрузки трансформатора

Коэффициент начальной нагрузки эквивалентного графика определяет­ся по выражению:

где — значение нагрузки в интервалах ,

Коэффициент максимальной нагрузки в интервале

.

Если , то принимают , если , то при­нимают .

Зная среднюю температуру охлаждающей среды за время действия графика (Q_охл), систему охлаждения трансформатора (М, Д, ДЦ, Ц), по таблицам, приведённым в ГОСТ 14209-85 (для трансформаторов до 100 MB∙А), определяют допустимость относительной нагрузки и её продолжительность.

Нагрузка более должна быть согласована с заводом-изготовителем. Нагрузка более не допускается.

Аварийная перегрузка разрешается в аварийных случаях, например при выходе из строя параллельно включенного трансформатора.

Допустимая аварийная перегрузка определяется предельно допустимы­ми температурами обмотки (140 °С для трансформаторов напряжением выше 110 кВ и 160 °С для остальных трансформаторов) и температурой масла в верхних слоях (115 °С). Аварийные перегрузки вызывают повышенный износ витковой изоляции, что может привести к сокращению нормированного срока службы трансформатора, если повышенный износ впоследствии не компенсирован нагрузкой с износом изоляции ниже нормального.

Значение допустимой аварийной перегрузки определяется по ГОСТ 14209-85 в зависимости от коэффициента начальной нагрузки k итемпе­ратуры охлаждающей среды во время возникновения аварийной перегрузки Q_0ХЛ и длительности перегрузки. Максимальная аварийная перегрузка не должна превышать .

При выборе трансформаторов, устанавливаемых на подстанциях, по условиям аварийных перегрузок можно воспользоваться табл. 4.6.

Точный расчет максимально допустимых нагрузок и аварийных пере­грузок, а также износ витковой изоляции производится на ЭВМ по вспо­могательным схемам, приведенным в ГОСТ 14209-85.

Допустимые аварийные перегрузки трансформатора

при выборе их номинальной мощности для промышленных подстанций

при предшествующей нагрузке, не превышающей 0,8 (по ГОСТ 14209-85)

Продолжи­тельность перегрузки, ч	Эквивалентная температура охлаждающего воздуха, °С
-10	+ 10	+ 20	+ 30
М,Д	ДЦ	М,Д	ДЦ	М,Д	ДЦ, Ц	М,Д	ДЦ, Ц	М,Д	ДЦ, Ц
0,5	1,7 1,6 1,6 1,5 1,5	1,8 1,7 1,6 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5	1,9 1,7 1,5 1,5 1,5 1,5	1,8 1,7 1,6 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5	1,8 1,6 1,5 1,4 1,4 1,4	1,7 1,6 1,5 1,4 1,4 1,4 1,4 1,4	1,7 1,4 1,4 1,3 1,3 1,3	1,6 1,5 1,4 1,4 1,4 1,4 1,4 1,4	1,9 1,6 1,3 1,3 1,2 1,2 1,2	1,5 1,5 1,4 1,3 1,3 1,3 1,3 1,3

Анализируя приведённые в ГОСТ 14209-85 таблицы допустимых ава­рийных перегрузок, можно сделать вывод, что трансформаторы с системами охлаждения М, Д, ДЦ и Ц при первоначальной нагрузке не более допускают перегрузку на 40 % в течение 6 ч при температуре охлаждающего воздуха не более +20 °С и 30 % в течение 4 ч при температуре охлаждающего воздуха +30 °С.

Допустимые нагрузки и аварийные перегрузки для трансформаторов мощностью свыше 100 MBА устанавливаются в инструкциях по эксплуа­тации; для сухих трансформаторов и трансформаторов с негорючим жидким диэлектриком — в стандартах или технических условиях на конкретные типы трансформаторов (ГОСТ 11677-85).

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

5.3.7. Нагрузочная способность трансформаторов

Нагрузочной способностью трансформаторов называется совокупность допустимых нагрузок и перегрузок трансформатора. Исходным режимом для определения нагрузочной способности является номинальный режим работы трансформатора на основном ответвлении при номинальных условиях места установки и охлаждающей среды, определяемых соответствующим стандартом или техническими условиями.

Допустимым режимом нагрузки называется режим продолжительной нагрузки трансформатора, при котором расчетный износ изоляции обмоток от нагрева не превышает износа, соответствующего номинальному режиму работы. Перегрузочным считается такой режим, при котором расчетный износ изоляции превосходит износ, соответствующий номинальному режиму работы.

Стандартами установлены предельно допустимые температуры трансформаторов. Они основаны на длительном опыте эксплуатации трансформаторов и предусматривают непрерывную работу трансформатора при его номинальной мощности и предписанных окружающих условиях в течение установленного срока службы (20–25 лет).

Основанием для ограниченных во времени нагрузок работы трансформатора, в том числе и выше номинальной, является неполная нагрузка трансформатора в период, предшествующий допустимой нагрузке, и пониженная температура охлаждающей среды (воздуха или воды).

ГОСТ 14209—97 (МЭК 354—91) «Нагрузочная способность трансформаторов (и автотрансформаторов)» (далее — стандарт) и технические условия (ТУ) на трансформаторы и АТ содержат рекомендации о предельных допустимых нагрузках.

Так, в указанном стандарте приведены допустимые аварийные перегрузки для трансформаторов классов напряжения до 110 кВ включительно в зависимости от предшествующей нагрузки и температуры охлаждающего воздуха во время перегрузки. Для предшествующей нагрузки не более 0,8 номинального значения мощности трансформатора и температуры охлаждающего воздуха во время перегрузки t = 0 и 20 °C для трансформаторов классов напряжения до 110 кВ включительно допустимые аварийные перегрузки трансформаторов характеризуются данными табл. 5.12.

В соответствии с ТУ № 3411-001-498-90-270-2005, согласованными с ФСК ЕЭС России, АТ в зависимости от предшествующей нагрузки 0,7 номинального значения мощности и температуры охлаждающего воздуха во время перегрузки t = 25 °C допускают следующие кратности и длительности аварийных перегрузок: