Выбор и эксплуатация силовых трансформаторов (стр. 1 )

ВЫСШЕЕ ОБРАЗОВАНИЕ

Г. Ф. БЫСТРИЦКИЙ, Б. И. КУДРИН

ВЫБОР И ЭКСПЛУАТАЦИЯ

СИЛОВЫХ

ТРАНСФОРМАТОРОВ

Допущено

УМО по образованию в области энергетики и электротехники в качестве учебного пособия для студентов высших учебных заведений обучающихся по специальности 181300 «Электрооборудование и электрохозяйство предприятии организации и учреждении» направления 654500 «Электротехника электромеханика и электротехнологии»

Допущено

Министерством образования Российской Федерации в качестве учебного пособия для студентов учреждении среднего профессионального образования обучающихся по группам специальностей 1000 «Энергетика» 1800 «Электротехника» и специальности 2913 «Монтаж, наладка и эксплуатация электрооборудования промышленных и гражданских здании»

УДК 621.314.222.6

ББК 31.261.8 Б955

Рецензенты:

зав. кафедрой «Электроснабжение промышленных предприятий» Вятского государственного университета, д. т.н., проф. В, В. Черепанов;

зав. кафедрой «Электроснабжение промышленных предприятий» Ново московского РХТУ им. , к. т.н., доп.

Б955 Выбор и эксплуатация силовых трансформаторов: Учеб. пособие для вузов: Учеб. пособие для сред. проф. образования /, . — М.:

Издательский» центр «Академия», 2003. — 176 с.

ISBN 5-7695-1143-5

Изложены требования, определяющие выбор числа и мощности трансформаторов главной понижающей и цеховых подстанций; рассмотрен! конструктивные схемы трансформаторов и назначение их основных элементов, а также характеристики трансформаторного масла, способы ег очистки и сушки. Представлены режимы работы трансформаторов и условия их включения после монтажа и ремонта.

Для студентов электроэнергетических специальностей вузов и средних профессиональных учебных заведений. Может быть полезно работникам, занимающимся эксплуатацией электрооборудования.

УДК 621.314.222.6

ББК 31.261.8

© , , 2003

© Образовательно-издательский центр «Академия», 2003

© Оформление. Издательский центр

ISBM 5-7695-1143-5

«Академия», 2003

ПРЕДИСЛОВИЕ

Силовые трансформаторы являются основными элементами систем электроснабжения и используются во всех отраслях экономики, включая промышленность, жилищно-коммунальное и сельское хозяйство, отдельные учреждения, организации, фирмы. Надежность электроснабжения различных потребителей и экономичность работы электрооборудования со многом определяются правильным выбором вида и мощности трансформаторов.

В учебном пособии рассмотрены общие условия, влияющие на выбор числа и мощности трансформаторов, а также необходимые согласования и технические решения, которые должны учитываться при построении схемы электроснабжения. Так как трансформаторы являются системообразующими элементами и по своим техническим и конструктивным параметрам не подлежат частой замене, т. е. аварийный выход трансформатора из строя ставит под угрозу нормальное функционирование объекта, существует необходимость некоторой интуитивной (техноценологической) оценки принимаемого решения по выбору конкретного трансформатора.

В учебном пособии представлены материалы, позволяющие выбрать трансформаторы для установки на главных понижающих подстанциях (ГПП) предприятия и цеховых трансформаторных подстанциях (ТП), приведены схемы, основные конструктивные решения и характеристики различных видов трансформаторов, а также характеристики и показатели трансформаторного масла, методы его очистки и сушки. Изложен современный подход к утилизации совтола, учитывающий сложность этой проблемы. Рассмотрены номинальный, перегрузочный и аварийный режимы работы трансформатора. Даны примеры выбора трансформаторов для специфических условий эксплуатации.

В приложениях содержатся основные данные трансформаторов на различные напряжения, позволяющие осуществить правильный их выбор для различных схем электроснабжения при курсовом и дипломном проектировании.

Учебное пособие предназначено для студентов высших учебных заведений, обучающихся по специальности «Электрооборудование и электрохозяйство предприятий, организаций и учреждений» и студентов учреждений среднего профессионального образования, обучающихся по группам специальностей «Энергетика», «Электротехника» и специальности "Монтаж, наладка и эксплуатация электрооборудования промышленных и гражданских зданий».

Предисловие, гл. 2, 3. 5 и приложения написаны проф. ; введение, гл. 1,4 — проф. .

ВВЕДЕНИЕ

Современные системы электроснабжения промышленных предприятий на напряжения 35, 110 (154), 220 (330) кВ достаточно сложны, т. е. они имеют несколько уровней напряжений -- УР (рис. В. 1), а следовательно, и большое число эксплуатируемых электродвигателей и трансформаторов.

Электрохозяйство предприятий с непрерывным технологическим процессом как техноценологическую систему для шести уровней напряжения (6УР... 1УР) можно описать с помощью следующих указателей;

получасовой максимум нагрузки Рмax, МВт; коэффициент спроса kc, относительные единицы; число часов использования максимума нагрузки Тмax (чаще -электропотребление

А = РмaxТmax, кВт - ч);

число установленных электродвигателей Д, шт.;

средняя мощность (условного электродвигателя) Рср, кВт;

электровооруженность труда АТ, МВт • ч/чел.;

производительность труда электротехнического персонала Аэ, МВт • ч/чел.;

На соответствующей числовой оси каждый такой показатель представляется точкой, а вместе взятые основные показатели образуют многомерное пространство — основную нагрузку

Ро= Рмax kc Тмax Д Рср АТ Аэ

горам характеризует электрохозяйство предприятия как систему (техноценоз), описываемую как основными показателями, так

дополнительными, определяемыми при его проектировании и эксплуатации.

Таким образом, электрохозяйство — это своеобразное техническое сообщество, которое необходимо рассматривать при организации электроменеджмента как единое целое, но всегда различное и всегда образованное самыми разнообразными трансформаторами. Поэтому, теоретически стремясь к установке двух видов (типоразмеров) трансформаторов, например мощностью 630 и 1000 кВ-А, фактически следует считаться с необходимостью их разнообразия, которое для крупного предприятия черной металлургии может быть

Рис. В.1. Уровни напряжений системы электроснабжения промышленного

предприятия:

ИП — источник питания; ТЭЦ — теплоэлектроцентраль; КТП — комплектная трансформаторная подстанция; ЭП — электроприемник; РП — распределительная подстанция; ЩР — щит распределительный охарактеризовано данными табл. В. 1, а для предприятий цветной металлургии — табл. В.2.

В табл. В.1 общее число трансформаторов по заводу: 541 штука-особь оказались представлены 48 видами (каждый трансформатор обозначается на схеме электроснабжения, имеет номер, паспорт и другую документацию, отражающую его «жизнь»). Здесь а, — номер касты (очевидно, что с некоторого номера встречаются нулевые касты), где каждый из ni встретившихся видов трансформаторов представлен равным (одинаковым) числом трансформаторов-особей; ai ni -, — общее число трансформаторов в касте; wi — относительная частота появления касты по видам.

1

Видовое распределение трансформаторов на заводе чёрной металлургии

				Перечень трансформаторов (мощность,
ai	ni	ai ni	wi	кВ-А — число, шт.)
1	6	6	0,1250	40 — 1;	525- 1;	800 - 1
2	16	32	0,3333	2200 - 1;	2330 - 1;	2380 — 1
3	3	9	0,0625	63-2;	230-2;	250-2
4	2	8	0,0417	282-2;	315-2;	462-2
5	3	15	0,0625	2800 - 2;	3420 - 2;	4780 - 2
6	2	12	0,0417	5600-2;	7500-2;	15000-2
7	5		0,1042	31 500 - 2; 40500 - 2; 63 000 - 2
8	2	16	0,0417	200000-2;	520-3;	1300-3
9	2	18	0,0417	3200—3;	1054-4;	6300—4
15	1	15	0,0209	160-5;	750-5;	2430-5
16	1	16	0,0208	478-6;	1700-6;	30-7
21	1	21	0,0208	100 — 7;	320 — 7;	500 - 7
22	1	22	0,0208	4000-7;	1800-8;	10000-8
23	1	23	0,0208	60 —9;	2500 -9;	180 — 15
30	1	30	0,0208	1250-16;	560-21;	400-22
263	1	263	0,0208	1600 - 23;	630 - 30;	1000 - 263
Итого:	48	541	1,0000	541

Например, каждый из 16 видов (ni = 16) трансформаторов (проверьте) встретился как трансформатор-особь два раза (аi = 2), тогда общее число трансформаторов в касте 32 шт. при относительной частоте появления касты по видам wi = ni /∑ ni=0,33.