תחנות משנה שנאי במערכות אספקת חשמל

תחומי יישום של תחנות משנה עם שנאי אחד ושני

ככלל, נעשה שימוש במערכות אספקת חשמל של תחנות משנה או שניים... השימוש בשלוש תחנות שנאים גורם לעלויות הון נוספות ומעלה את עלויות התפעול השנתיות. שלוש תחנות שנאים משמשות רק לעתים רחוקות כפתרון מאולץ במהלך בנייה מחדש, הרחבת תחנת משנה, עם מערכת אספקת חשמל נפרדת לעומסי חשמל ותאורה, בעת אספקת עומסים מתחלפים בחדות.

תחנות משנה עם שנאי אחד 6-10 / 0.4 קילו וולט משמשות בעת אספקת עומסים המאפשרים הפסקה של אספקת החשמל לתקופה של לא יותר מיום 1, הכרחי לתיקון או החלפה של אלמנט פגום (אספקת צרכני אנרגיה מקטגוריה III), כמו גם להנעת צרכני אנרגיה מקטגוריה II, בכפוף להפחתת אספקת החשמל על ידי מגשרים של המתח המשני או בנוכחות עתודת מלאי של שנאים.

תחנות משנה שנאי עם שנאי אחד שימושיות גם במובן זה שאם פעולת הארגון מלווה בתקופות של עומס נמוך, אז אפשר בגלל נוכחותם של מגשרים בין תחנות משנה לשנאים לכבות חלק משנאי המתח המשני, ובכך יצירת אופן פעולה יעיל מבחינה כלכלית של שנאים.

אופן הפעולה הכלכלי של שנאים מובן כמצב המבטיח הפסדי חשמל מינימליים בשנאים. במקרה זה, הבעיה של בחירת המספר האופטימלי של שנאים עובדים נפתרת.

תחנות שנאים כאלה יכולות להיות חסכוניות במונחים של התכנסות מקסימלית של המתח של 6-10 קילו וולט לצרכני אנרגיה, תוך צמצום אורך הרשתות ל-1 קילו וולט עקב ביזור הטרנספורמציה של אנרגיה חשמלית. במקרה זה, הבעיה נפתרת לטובת שימוש בשני שנאים בודדים מול תחנות משנה אחת עם שני שנאים.

תחנות משנה שנאי עם שני שנאים משמשות עם דומיננטיות של צרכני חשמל מקטגוריות I ו- II. במקרה זה, הספק של השנאים נבחר כך שכאשר אחד מהם עוזב את העבודה, השנאי השני עם עומס יתר מותר ייקח את העומס של כל הצרכנים (במצב זה, ניתן לכבות זמנית את צרכני החשמל מהקטגוריה III). תחנות משנה כאלה רצויות גם, ללא קשר לקטגוריית המשתמשים, בנוכחות לוח זמנים של עומסים יומי או שנתי לא אחיד.במקרים אלו, כדאי לשנות את ההספק המחובר של השנאים, למשל, בנוכחות עומסים עונתיים, פועלת משמרת אחת או שתיים בעומס משמרת שונה באופן משמעותי.

ספק כוח יישוב, רובע של עיר, בית מלאכה, קבוצת בתי מלאכה או מפעל שלם יכולים להיות מסופקים על ידי תחנת משנה אחת או יותר. האפשרות לבניית תחנות משנאים חד או שניים נקבעת כתוצאה מהשוואה טכנית וכלכלית של מספר אפשרויות למערכת אספקת החשמל... הקריטריון לבחירת אופציה הוא מינימום עלויות מופחתות להקמת המתחם. מערכת אספקת חשמל. האפשרויות המושוואות אמורות להבטיח את הרמה הנדרשת של אמינות אספקת החשמל.

במערכות אספקת החשמל של מפעלים תעשייתיים, משתמשים לרוב ביכולות היחידות הבאות של שנאים: 630, 1000, 1600 קילו וולט × A, ברשתות החשמל של ערים - 400, 630 קילו וולט × A. שיטות התכנון והתפעול הראו את צריך להשתמש באותו סוג של שנאים עם אותו הספק, שכן הגיוון שלהם יוצר אי נוחות בתחזוקה וגורם לעלויות תיקון נוספות.

בחירת כוח של שנאים בתחנות שנאים

באופן כללי, בחירת שנאי הכוח נעשית על בסיס נתוני הקלט הבסיסיים הבאים: העומס המשוער של מתקן אספקת החשמל, משך העומס המרבי, קצב עליית העומסים, עלות החשמל, כושר הנשיאה של השנאים והעומס הכלכלי שלהם.

הקריטריון העיקרי לבחירת כוח היחידה של שנאיםתחנת משנה חשמלית הוא, כמו בבחירת מספר השנאים, מינימום עלויות מופחתות המתקבלות על בסיס השוואה טכנית וכלכלית של האפשרויות.

בקירוב, הבחירה של יחידת הספק של שנאים יכולה להיעשות על פי צפיפות עומס עיצוב ספציפי (kV × A / m2) ועומס עיצוב מלא של האתר (kV × A).

עם צפיפות עומס ספציפית של עד 0.2 קילו וולט × A/m2 ועומס כולל של עד 3000 קילו וולט × A, מומלץ להשתמש ב-400 שנאים; 630; 1000 kVA עם מתח משני 0.4 / 0.23 kV. בצפיפות ספציפית ועומס כולל מעל הערכים שצוינו, שנאים בעלי קיבולת של 1600 ו- 2500 kVA חסכוניים יותר.

עם זאת, המלצות אלו אינן מבוססות מספיק עקב המחירים המשתנים במהירות של ציוד חשמלי ובפרט TP.

בשיטת התכנון, השנאים של תחנות משנה שנאים נבחרים לרוב בהתאם לעומס התכנון של המתקן והמקדמים המומלצים של העומס הכלכלי של השנאים Kze = СР / Сн.т., בהתאם לנתונים בטבלה.

מקדמי עומס מומלצים של שנאים לסדנה TP

מקדם עומס שנאי סוג תחנת משנה שנאי ואופי העומס 0.65 ... 0.7 שתי תחנות שנאי שנאי עם עומס דומיננטי של קטגוריה I 0.7 ... 0.8 תחנות שנאי בודדות עם עומס דומיננטי בקטגוריה II בנוכחות יתירות הדדית במגשרים עם תחנות משנה אחרות במתח משני 0.9 … 0.95 תחנות שנאים עם עומס בקטגוריה III או עם עומס דומיננטי בקטגוריה II עם אפשרות להשתמש ברזרבת מלאי של שנאים

בעת בחירת הכוח של שנאים, חשוב לשקול כראוי את יכולת העומס שלהם.

תחת קיבולת העומס של השנאי, קבוצת העומסים המותרים, עומסי יתר שיטתיים וחרום מובנת מחישוב הבלאי התרמי של הבידוד של השנאי. אם אתה לא לוקח בחשבון את כושר הנשיאה של השנאים, אז אתה יכול להפריז באופן בלתי מוצדק את ההספק המדורג שלהם בעת בחירה, וזה לא מעשי מבחינה כלכלית.

ברוב תחנות המשנה, העומס על השנאים משתנה ונשאר מתחת לנומינלי למשך זמן רב. חלק ניכר מהשנאים נבחר תוך התחשבות במצב שלאחר חירום ולכן הם בדרך כלל נשארים חסרי עומס למשך זמן רב. בנוסף, שנאי כוח נועדו לעבוד בטמפרטורת סביבה מותרת של + 40 מעלות צלזיוס. למעשה, הם עובדים בתנאים רגילים בטמפרטורות סביבה עד 20 ... 30 מעלות צלזיוס. לכן, שנאי כוח ברגע מסוים יכול להיות עומס יתר על המידה, תוך התחשבות בנסיבות שנדונו לעיל, מבלי לפגוע בחיי השירות שהוקם (20 ... 25 שנים).

בהתבסס על מחקרים של אופני פעולה שונים של שנאים, פותח GOST 14209-85, המווסת עומסים שיטתיים מותרים ועומסי חירום של שנאי שמן כוח לשימוש כללי עם קיבולת של עד 100 mV × A כולל סוגי קירור M, D , DC ו-C , תוך התחשבות בטמפרטורה של המדיום.

כדי לקבוע עומסים שיטתיים ועומסי חירום בהתאם ל-GOST 14209-85, יש צורך גם לדעת את העומס הראשוני שקדם לעומס ואת משך עומס היתר. נתונים אלו נקבעים מעקומת העומס הראשונית בפועל (הספק או זרם לכאורה) המומרה למקבילה תרמית בעקומה מלבנית דו-שלבית או רב-שלבית.

בשל הצורך בעקומת עומס מקורית אמיתית, ניתן לבצע חישוב עומסים ועומסים מותרים בהתאם לתחנות משנה קיימות לבדיקת קבילות לוח העומס הקיים, וכן לקבוע את האפשרויות האפשריות ללוחות זמנים יומיים עם ערכים מקסימליים של מקדמי העומס ברגע הקודם של מצב עומס יתר ובמצב עומס יתר.

בשלבי תכנון תחנות משנה, ניתן להשתמש בעקומת עומס אופיינית או, בהתאם להמלצות המוצעות גם ב-GOST 14209-85, לבחור כוח שנאי בהתאם לתנאי עומס חירום.

לאחר מכן, עבור תחנות משנה שבהן עומס חירום של שנאים אפשרי (שני שנאים, שנאי אחד עם חיבורי גיבוי בצד המשני), אם ידועים העומס המחושב של האתר Sp ומקדם עומס החירום המותר Kz.av, ההספק המדורג של השנאי נקבע כ

האוניברסיטה למדעים יישומיים = Sp / Kz.av

כמו כן, יש לציין כי העמסת השנאי מעבר להספק הנקוב שלו מותרת רק כאשר מערכת קירור השנאי תקינה ומפעילה באופן מלא.

באשר לגרפים טיפוסיים, הם מיועדים כעת למספר מוגבל של צמתי עומס.

מכיוון שהבחירה במספר והספק של שנאים, במיוחד של תחנות משנה לצרכן 6-10 / 0.4-0.23 קילו וולט, נקבעת לרוב בעיקר על ידי גורם כלכלי, חיוני לקחת בחשבון את הפיצוי של הספק תגובתי ברשתות החשמל של מִשׁתַמֵשׁ.

על ידי פיצוי הכוח התגובתי ברשתות של עד 1 קילו וולט, ניתן להפחית את מספר תחנות המשנאים של 10 / 0.4, את ההספק הנקוב שלהן. זה חשוב במיוחד עבור משתמשים תעשייתיים, ברשתות של עד 1 קילו וולט, שצריכים לפצות ערכים משמעותיים של עומסים תגובתיים. המתודולוגיה הקיימת לתכנון פיצוי הספק תגובתי ברשתות חשמל של מפעלים תעשייתיים ומרמזת על בחירת הקיבולת של התקני פיצוי עם בחירה בו-זמנית של מספר השנאים של תחנת המשנה והקיבולת שלהם.

לפיכך, תוך התחשבות באמור לעיל, המורכבות של חישובים כלכליים ישירים, לאור האינדיקטורים המשתנים במהירות של עלויות הקמת תחנות ועלויות חשמל, בתכנון חדש ושחזור של תחנות משנה לצרכן קיימות 6-10 / 0, 4 -0.23 קילו וולט, בחירת כוח שנאי כוח יכולה להתבצע באופן הבא:

- ברשתות תעשייתיות:

א) בחר את יחידת ההספק של השנאים בהתאם להמלצות לצפיפות הספציפית של עומס התכנון ועומס התכנון המלא של המתקן;

ב) יש לבחור את מספר השנאים של תחנות המשנה וההספק הנקוב שלהם בהתאם להנחיות התכנון פיצוי כוח תגובתי ברשתות חשמל של מפעלים תעשייתיים;

ג) בחירת הספק השנאים חייבת להתבצע תוך התחשבות במקדמי העומס המומלצים ובעומסי החירום המותרים של השנאים;

ד) בנוכחות לוחות זמנים של עומסים טיפוסיים, הבחירה חייבת להיעשות בהתאם ל-GOST 14209-85, תוך התחשבות בפיצוי של כוח תגובתי ברשתות של עד 1 קילו וולט;

- ברשתות חשמל עירוניות:

א) עם עקומות עומס טיפוסיות זמינות של תחנת המשנה, הבחירה בכוח השנאי צריכה להיעשות בהתאם ל- GOST 14209-85;

ב) ידיעת סוג העומס של תחנת המשנה, בהיעדר לוחות זמנים אופייניים לה, רצוי לבצע את הבחירה בהתאם להנחיות המתודולוגיות.

דוגמה. בחירת המספר והקיבולת של שנאים של תחנות שנאי בית מלאכה לפי הנתונים הראשוניים הבאים: Пр = 250 קילוואט, Qp = 270 kvar; קטגוריית מקלטי חשמל של בית המלאכה לפי מידת האמינות של אספקת החשמל - 3.

תשובה. יכולת עיצוב מלאה של הסדנה.

מ כוח עיצוב (377 קילו וולט × A) ניתן לקחת את הרמה הנדרשת של אמינות אספקת החשמל (קטגוריה 3 של צרכני חשמל) כתחנת משנה לתחבורה אחת עם הספק שנאי Snt = 400 קילו וולט × A.

גורם העומס של השנאי יהיה

שעומד בדרישות הרלוונטיות.