اختيار عدد وقوة المحولات

يعد الاختيار الصحيح لعدد وسعة المحولات في المحطات الفرعية للمؤسسات الصناعية أحد القضايا المهمة لإمدادات الطاقة وبناء شبكات عقلانية. في ظل الظروف العادية ، يجب أن توفر المحولات الطاقة لجميع مستخدمي المؤسسة عند حملهم المقنن.

يتم تحديد عدد المحولات في المحطة الفرعية من خلال متطلبات موثوقية مصدر الطاقة. في هذا النهج ، يكون الخيار الأفضل هو تركيب محولين ، مما يوفر مصدر طاقة غير منقطع. مستخدمي ورشة العمل من أي فئة... ومع ذلك ، إذا تم تثبيت مستقبلات الفئتين الثانية والثالثة فقط في الخدمة ، فعادة ما تكون المحولات الفرعية ذات المحولات المفردة الأكثر اقتصادا.

عند تصميم الشبكات في التثبيت ، يتم تنفيذ تركيب المحطات الفرعية ذات المحول الفردي في حالة حدوث نقص في المستهلكين من خلال شبكة الجهد المنخفض ، وكذلك عندما يكون من الممكن استبدال المحولات التالفة في غضون فترة زمنية معينة.

أرز. 1 مخططات إمداد الطاقة لورشة العمل مع محولات (أ) ومحولين (ب)

تُستخدم المحطات الفرعية ذات المحولين مع عدد كبير من المستخدمين من الفئة الثانية أو في وجود مستخدمين من الفئة الأولى. بالإضافة إلى ذلك ، يوصى بمحطات فرعية ذات محولين بجدول تحميل يومي وسنوى غير منتظم لمؤسسة ، مع وضع تشغيل موسمي مع اختلاف كبير في حمل التحول. ثم ، عندما ينخفض ​​الحمل ، يتم إيقاف تشغيل أحد المحولات.

تتمثل مشكلة اختيار عدد المحولات في الاختيار بين خيارين (الشكل 1 أ و ب) الخيار مع أفضل المؤشرات الفنية والاقتصادية. يتم تحديد الإصدار الأمثل لنظام الطاقة بناءً على مقارنة بين التكاليف السنوية المخفضة لكل خيار:

Γi = Ce ، i + kn ، eKi + Yi ،

حيث Ce ، i - تكاليف تشغيل الخيار i -th ، kn ، e - عامل الكفاءة القياسي ، Ki - تكاليف رأس المال للخيار i -th ، Ui - خسائر المستهلكين من انقطاع التيار الكهربائي.

وتجدر الإشارة إلى أنه في حالة التين. في الشكل 1 (أ) ، يوجد انقطاع كامل في الطاقة وهنا لا يمكن أخذ إمداد المستهلكين من خلال خط احتياطي للجهد 0.4 كيلو فولت في الاعتبار ، لأن مثل هذه الدائرة تشبه دائرة ذات محولين ، ولكن مع أداء أسوأ بسبب إلى خط طويل من 0.4 كيلو فولت ...

عند مقارنة الخيارات ، تلعب مسألة التطوير المستقبلي للمؤسسة دورًا مهمًا. لذلك ، على سبيل المثال ، إذا كان هناك حاليًا مستخدمون فقط من الفئة الثانية في المتجر ، فمن المنطقي النظر في الخيارات. ولكن إذا تم التخطيط بعد عام لإعادة تجهيز الإنتاج وظهر مستهلكو الفئة الأولى في المتجر ، فمن الضروري بالطبع اختيار الخيار بمحولين.

من حيث المبدأ ، يوفر تركيب محولين إمدادات طاقة موثوقة للمستهلكين. هذا يعني أنه في حالة تلف أحد المحولات ، فإن المحول الثاني ، مع مراعاة قدرته على التحميل الزائد ، يضمن موثوقية 100 ٪ من مصدر الطاقة خلال الوقت المطلوب لإصلاح المحول.

ولكن هناك حالات تصبح فيها طاقة المحولين الحاليين غير كافية لتوفير الطاقة لجميع أجهزة الاستقبال ، على سبيل المثال ، عند تركيب معدات أكثر قوة ، وتغيير طريقة تشغيل أجهزة الاستقبال الكهربائية ، وما إلى ذلك. ثم يتم النظر في خيارات تركيب محولات أكثر قوة في المحطة الفرعية أو تركيب محول ثالث لتغطية الطاقة المتزايدة.

يبدو أن الخيار الثاني هو الأفضل ، نظرًا لزيادة موثوقية المحطة الفرعية ، فلا داعي لبيع المحولات القديمة ، والتكلفة الرأسمالية لتركيب محول ثالث ، كقاعدة عامة ، أقل بكثير مما هي عليه عند إعادة تجهيز المحطة الفرعية بأكملها .

لكن هذا الخيار غير ممكن دائمًا ، على سبيل المثال ، مع التطور الكثيف لإقليم المؤسسة ، قد لا تكون هناك مساحة كافية لمحول إضافي. من ناحية أخرى ، هناك تعقيد كبير للدائرة قد لا يكون ممكنًا عندما تعمل المحولات بالتوازي. لذلك ، يتم النظر في الخيارات على أساس كل حالة على حدة.

بالإضافة إلى متطلبات الموثوقية ، عند اختيار عدد المحولات ، ينبغي مراعاة طريقة تشغيل أجهزة الاستقبال. على سبيل المثال ، مع عامل ملء منحنى الحمل المنخفض ، من الممكن اقتصاديًا تثبيت ليس محولًا واحدًا بل محولين.

على المحولات الفرعية الكبيرة، GPP ، كقاعدة عامة ، لا يتم تحديد عدد المحولات أكثر من اثنين. هذا يرجع بشكل أساسي إلى حقيقة أن تكلفة تبديل المعدات على جانب الجهد العالي للمؤسسة يمكن مقارنتها بتكلفة المحول.

اختيار المحولات بالقوة

يوصى بتحديد قوة محولات GPP ومحولات الورشة (باستثناء حالات جدول الحمل المتغير بشكل حاد) ، يوصى بتحديد متوسط ​​الحمل للنوبات الأكثر ازدحامًا ، متبوعًا بالفحص والضبط وفقًا لاستهلاك الطاقة المحدد لـ وحدة الإنتاج التي تم الحصول عليها نتيجة لدراسات الأحمال الكهربائية للمؤسسات.

للتزويد المستمر بأحمال الفئتين الأولى والثانية ، يوصى بتركيب محولين بعامل تحميل في الوضع العادي 0.6 - 0.7 لكل GPP للمؤسسات الصناعية.

يوصى بأخذ عوامل التحميل التالية لمحولات المحطات الفرعية التجارية: محول مزدوج مع حمل سائد من الفئة الأولى - 0.65 - 0.7 ، محول مفرد مع حمل سائد من الفئة الثانية والتكرار لقوافل الجهد الثانوي - 0.7 - 0.8

يجب اختيار عدد وسعة محولات الورشة بناءً على الحسابات الفنية والاقتصادية. في الوقت نفسه ، في أول تقدير تقريبي ، يمكن أخذ طاقة المحولات في الشبكات بجهد 380 فولت بناءً على كثافة الحمل المحددة التالية: حتى 1000 كيلو فولت أمبير بكثافة تصل إلى 0.2 كيلو فولت أمبير / متر مربع ، 1600 كيلو فولت أمبير بكثافة 0 ، 2 - 0.3 كيلو فولت أمبير / م 2 ، 1600 - 2500 كيلو فولت أمبير بكثافة 0.3 كيلو فولت أمبير / م 2 وأكثر.

مقياس القوى القياسية لمحولات الطاقة

في بلدنا ، تم اعتماد مقياس واحد لقدرات المحولات. يعد اختيار المقياس العقلاني أحد المهام الرئيسية في تحسين أنظمة الطاقة الصناعية. يوجد اليوم مقياسان للقوة: بخطوة مقدارها 1.35 وخطوة 1.6. أي أن المقياس الأول يتضمن القوى: 100 ، 135 ، 180 ، 240 ، 320 ، 420 ، 560 كيلو فولت أمبير ، إلخ ، والثاني يشمل 100 ، 160 ، 250 ، 400 ، 630 ، 1000 كيلو فولت أمبير ، إلخ. محولات الأول حجم الطاقة التي لا يتم إنتاجها حاليًا ويتم استخدامها في المحولات الفرعية الموجودة بالفعل ، ويستخدم مقياس الطاقة الثاني لتصميم المحولات الفرعية الجديدة.

وتجدر الإشارة إلى أن المقياس بمعامل 1.35 أكثر فائدة من حيث تحميل المحولات. على سبيل المثال ، عند تشغيل محولين بعامل تحميل 0.7 ، عند إيقاف تشغيل أحدهما ، يتم تحميل الآخر بنسبة 30٪. يلبي وضع التشغيل هذا متطلبات ظروف تشغيل المحول. بهذه الطريقة ، يمكن الاستفادة من قوتها بالكامل.

عند التحميل الزائد المسموح به بنسبة 40 ٪ ، يحدث نقص في استخدام الطاقة المركبة للمحولات بمقياس 1.6.

لنفترض أن محولين من المحولات الفرعية يعملان بشكل منفصل وحمل كل منهما 80 كيلو فولت أمبير ، عند فصل أحدهما ، يجب أن يوفر الثاني حمولة 160 كيلو فولت أمبير. لا يمكن قبول خيار تركيب محولين بقدرة 100 كيلو فولت أمبير ، كما في هذه الحالة سيكون الحمل الزائد 60٪ عندما يكون أحد المحولات خارج الخدمة. عند تركيب محولات 160 كيلو فولت أمبير ، ينتج عن ذلك حملها في الوضع العادي بنسبة 50٪ فقط.

عند استخدام مقياس بخطوة 1.35 ، يمكنك تثبيت محولات بسعة 135 كيلو فولت أمبير ، ثم سيكون حملها في الوضع العادي 70 ٪ ، وفي حالة الحمل الزائد في حالات الطوارئ لن يزيد عن 40 ٪.

بناءً على هذا المثال ، يمكنك أن ترى أن المقياس بخطوة 1.35 أكثر منطقية. وحوالي 20٪ من طاقة المحولات المنتجة لا تستخدم. أحد الحلول الممكنة لهذه المشكلة هو تركيب محولين في محطة فرعية للمحولات بطاقة مختلفة. ومع ذلك ، لا يمكن اعتبار هذا الحل منطقيًا من الناحية الفنية ، لأنه عندما يتم إخراج محول بقوة أعلى من الخدمة ، فإن المحول المتبقي لن يغطي الحمل الكامل لورشة العمل.

يطرح سؤال طبيعي: ما سبب الانتقال إلى مجموعة جديدة من القدرات؟ من الواضح أن الإجابة تكمن في تقليل تنوع القدرات لتوحيد المعدات: ليس فقط المحولات ، ولكن أيضًا بالقرب منها (مفاتيح, مفاتيح كسر الحمل, قطع إلخ.).

بناءً على كل ما قيل ، يتم اختيار عدد وقوة المحولات لتشغيل المحطات الفرعية للمصنع على النحو التالي:

1) يتم تحديد عدد محولات المحطة الفرعية للمحول بناءً على موثوقية مصدر الطاقة ، مع مراعاة فئة أجهزة الاستقبال ؛

2) يتم تحديد أقرب الخيارات لتشغيل المحولات المختارة (لا تزيد عن ثلاثة) ، مع مراعاة الحمل المسموح به في الوضع العادي والحمل الزائد المسموح به في وضع الطوارئ ؛

3) يتم تحديد الحل المجدي اقتصاديًا من خلال الخيارات المحددة ، والمقبولة لشروط محددة ؛

4) تؤخذ إمكانية توسيع أو تطوير محطة المحولات الفرعية في الاعتبار ومسألة التركيب المحتمل لمحولات أكثر قوة على نفس الأسس أو إمكانية توسيع المحطة الفرعية عن طريق زيادة عدد المحولات.