Выбор силового трансформатора

Нормативная база

ПУЭ гл. 1.2 (пп. 1.2.18-1.2.21), ГОСТ 14209-97, РД 34.46.501

Как считается

Метод и нормативная база

Выбор мощности силовых трансформаторов подстанции 10(6)/0,4 кВ по расчётной нагрузке и категории надёжности электроснабжения. Полная расчётная мощность S = P/cos φ делится на число трансформаторов и коэффициент загрузки в нормальном режиме; для двух трансформаторов с взаимным резервированием дополнительно проверяется поставарийный режим: один оставшийся трансформатор несёт нагрузку I и II категорий с допустимым коэффициентом аварийной перегрузки. Номинал выбирается из ряда 25-2500 кВА (ГОСТ 9680-77).

Требования к питанию по категориям — ПУЭ 1.2.19-1.2.21: I и II категории — от двух независимых взаимно резервирующих источников, для особой группы I категории — дополнительно третий источник, для III категории допускается один источник при перерыве не более 1 суток. Коэффициент загрузки в нормальном режиме числовым требованием действующей нормы не задан: диапазоны 0,65-0,7, 0,7-0,8 и 0,9-0,95 — проектная практика. Аварийная перегрузка 1,4 — по РД 34.46.501 п. 7.4 при коэффициенте начальной нагрузки не более 0,93; предельные коэффициенты нагрузки распределительных трансформаторов — ГОСТ 14209-97, табл. 1.

Формулы

S = P / cos φ

полная расчётная мощность, кВА

Sном ≥ S / (n · Кз)

нормальный режим, n — число трансформаторов

Sном ≥ S(I, II) / Кав

поставарийный режим для двух трансформаторов с взаимным резервированием

K1 = S / (n · Sном) ≤ 0,93

условие применения перегрузки 40 % по РД 34.46.501 п. 7.4

Что вводится

• Активная расчётная нагрузка P, кВт, и cos φ.
• Категория надёжности (особая группа I, I, II, III) и схема: один трансформатор, два с взаимным резервированием, два без резервирования.
• Коэффициент загрузки Кз, допустимая аварийная перегрузка Кав, доля нагрузки I и II категорий, %.

Что получается

• Требуемая мощность по нормальному и поставарийному режимам, определяющий режим, принятый номинал.
• Загрузка в нормальном и поставарийном режимах, коэффициент начальной нагрузки K1.
• Требования ПУЭ к питанию по категории, предупреждения о несоответствии схемы; PDF.

Пример расчёта

Нагрузка 250 кВт при cos φ = 0,92, II категория, два трансформатора с взаимным резервированием, Кз = 0,8, Кав = 1,4, вся нагрузка относится к I и II категориям.

1. S = 250/0,92 = 271,74 кВА.
2. Нормальный режим: 271,74/(2 · 0,8) = 169,84 кВА.
3. Поставарийный режим: 271,74/1,4 = 194,10 кВА — определяющий.
4. Ближайший номинал ряда — 250 кВА.
5. Загрузка в нормальном режиме 271,74/(2 · 250) = 54,3 %, K1 = 0,54 не больше 0,93; в поставарийном 271,74/250 = 108,7 % при допустимых 140 %.

Два трансформатора по 250 кВА: загрузка 54,3 % в нормальном режиме и 108,7 % в поставарийном; II категория обеспечена двумя взаимно резервирующими источниками (ПУЭ 1.2.20).

Окончательные значения принимаются в составе проектной документации — с учётом задания, местных условий и решений смежных разделов.

Границы применимости

• Расчётная нагрузка P вводится готовой: определение нагрузок по методикам СП 256.1325800.2016 не выполняется.
• Перегрузочная способность конкретного трансформатора по графику нагрузки и температуре охлаждающей среды проверяется по ГОСТ 14209-97 и паспорту; Кав = 1,4 применим только при условиях РД 34.46.501 п. 7.4.
• Не учитываются потери мощности, несимметрия нагрузки, высшие гармоники, токи короткого замыкания и выбор оборудования распределительного устройства.

Смежные расчёты: Электроснабжение (ЭОМ)

• Щит 0,4 кВ: автоматы и кабели
• Освещённость (СП 52)
• Заземление
• Молниезащита
• Компенсация реактивной мощности