10 текст ВКР (1228330), страница 2

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 2)

Рисунок 1.1 – Сухой трансформатор с литой изоляцией.

Основные преимущества трансформаторов с литой изоляцией фирмы «СВЕЛ»:

– более простой монтаж, так как не требуется дополнительных мер противопожарной безопасности в местах установки;

– минимальные эксплуатационные затраты, так как отсутствует необходимость в периодической проверке и замене диэлектрической жидкости;

– малые габариты, что обеспечивает возможность установки трансформатора большей мощности в существующем трансформаторном отсеке при реконструкции подстанции;

– высокая динамическая стойкость при токах короткого замыкания, обмотки не подвержены увлажнению и загрязнению;

– повышенная надежность, высокая импульсная прочность сухих трансформаторов позволяет не устанавливать ограничители перенапряжения.

Преимущество сухих трансформаторов перед масляными

Отказ от применения масляных трансформаторов и замена их на сухие дает возможность размещать понизительные трансформаторные пункты максимально близко к потребителям низкого напряжения. А это, даже при больших начальных капиталовложениях в сухие трансформаторы, позволяет экономить электроэнергию за счет снижения потерь в кабельных сетях низкого напряжения.

В сухих трансформаторах нет необходимости в организации маслоприемника, снимаются количественные ограничения на расположение трансформаторов в одной камере, появляются более широкие возможности размещения трансформаторов по различным этажам здания. Это в какой-то степени отражает общую тенденцию распределения электроэнергии в сетях на более высоком уровне напряжений.

Отсутствие масла в сухих трансформаторах позволяет использовать их в местах большого скопления людей, например, в метро, больших учреждениях, поскольку они полностью пожаробезопасны.

Также отсутствие масла в сухих трансформаторах избавляет от необходимости лишнего ухода за ним. Не нужно следить за его уровнем, доливать или очищать его.

При равной мощности сухой трансформатор имеет меньшие габариты и вес, что значительно снижает общие габариты и вес КТП.

Сухие трансформаторы не требуют дополнительного технического обслуживания (таких как отбор проб масла).

1.3 Описание принципа работы системы вентиляции трансформаторной подстанции

Комплектная трансформаторная подстанция (2КТП) напряжением 10/0,4 кВ, предназначена для приема, трансформации и распределения электроэнергии. 2КТП делится на два отсека высокого напряжения (РУВН), два трансформаторных отсека и на отсек низкого напряжения (РУНН).

На рисунке 1.2 показана 2КТП, для которой следует разработать автоматизированную систему вентиляции

Рисунок 1.2 – Комплектная трансформаторная подстанция (2КТП)

Пояснения к рисунку 1.2 представлена в таблице 1.2.

Таблица 1.2 – Пояснительная таблица 2КТП

Здание данного типа 2КТП характеризуется необходимостью установки двух сухих силовых трансформаторов. Принципиальное значение имеет мощность трансформатора, от которого зависит вес и размер всей конструкции, высота ворот и мощность вентиляции.

Для приема воздушной высоковольтной линии, на крыше здания предусмотрен приемный съемный портал, устанавливаемый на крышу во время эксплуатации. После приемного портала линия переходит на высоковольтные ввода в стене или крыше, выполненные с помощью проходных изоляторов через проходную доску, которые поставляются комплектно со зданием. Если применяется кабельный ввод, то в полу или стене здания делаются проходные отверстия для прохода кабеля.

Трансформаторы устанавливаются на направляющие, пол в местах установки усиливается. Для соединения шинами высоковольтных ячеек и трансформаторов в стене выполняются отверстия. Ворота выполняются по габаритным размерам трансформатора.

При работе сухих трансформаторов выделяется тепло за счет электрических потерь в этих аппаратах. Для отвода этого тепла предусматривается принудительное охлаждение путем устройства вентиляции в отсеках трансформаторов. В противном случае их обмотки чрезмерно перегреются, что приведет к преждевременному старению и порче изоляции и может вызвать аварию.

В производственных помещениях с большими выделениями тепла, а именно в трансформаторных подстанциях, работающих в летнее время года, используется смешанная приточно – вытяжная вентиляция – общеобменная в сочетании с местной приточно – вытяжной вентиляцией.

Практически во всех случаях проектирования систем вентиляции приток обрабатываемого воздуха механический, а вытяжка естественная, через дефлекторы, вытяжные шахты и т.д.

Приточный воздух подается снизу в отсек трансформатора, а вытяжной удаляется из верхней зоны. Такой подход расположения приточно – вытяжной вентиляции один из самых эффективных по удалению тепловыделений.

В данном проекте разрабатывается автоматизированная система управления приточно – вытяжной вентиляцией трансформаторной подстанции.

По техническому заданию от компании «Энерго – Импульс +» 2КТП, показанная на рисунке 1.2, эксплуатируется в сильно запыленных и жарких условиях среды. На 2КТП используются два трансформатора. Полная мощность каждого трансформатора S = 2000 кВА. Подразумевается, что один трансформатор находится в работе, а другой в резерве. Для каждого трансформатора отдельно разрабатывается автоматизированная система вентиляции.

Подача воздуха в отсек трансформатора осуществляется при помощи приточной системы вентиляции. Приточная система состоит из:

– двух воздуховодов;

– двух приточных (всасывающих) вентиляторов;

– двух шумоглушителей;

– двух воздушных фильтров;

– двух реле перепада давления фильтров (датчиков давления фильтров);

– двух воздушных заслонок.

Так как воздух запыленный, в приточной системе вентиляции применяются воздушные фильтры. Контроль за засорением фильтров прослеживается при помощи реле перепада давления, расположенных между входом и выходом фильтров.

Для отвода тепловыделений от трансформатора служит вытяжная система вентиляции. Она состоит из двух вытяжных вентиляторов и двух воздушных заслонок.

В целом все перечисленное оборудование приточно – вытяжной вентиляции будет управляться при помощи главного элемента автоматизированной системы – микроконтроллера.

Основной технологической функцией системы управления вентиляцией является поддержание рабочего диапазона температуры трансформатора. Предполагаемый рабочий диапазон температуры трансформатора составляет 100 ÷ 135⁰С.

В проектируемой автоматизированной системе управления приточно – вытяжной вентиляцией существует элемент автоматического управления. А именно, поддержание рабочего диапазона температуры трансформатора осуществляется автоматически при помощи датчика температуры, установленного на обмотках трансформатора, микроконтроллера и преобразователей частоты, которые в свою очередь управляют двигателями вентиляторов.

В основу функционирования системы автоматического управления, положен принцип обратной связи. В данной системе автоматического управления существует обратная связь по температуре.

2 РАСЧЕТ И РАЗРАБОТКА АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ ПРИТОЧНО – ВЫТЯЖНОЙ ВЕНТИЛЯЦИИ

2.1 Расчет производительности вентилятора

Исходные данные для расчета:

Сухой трансформатор 10/0,4 кВ – ТС – 2000/10:

- номинальная мощность S_т.ном = 2000 кВ·А;

- потери короткого замыкания Р_к.з = 15,4 кВт (при t = 115⁰С);

- потери холостого хода Р_х.х = 2,85 кВт.

Проведем расчет потерь мощности в трансформаторе

Суммарные потери сухого силового понижающего трансформатора 10/0,4 кВ – ТС – 2000/10 (производства «СВЕЛ»), приведенные к 115⁰ С, при номинальной нагрузке составляют:

(2.1)

где k_з = 0,7 – коэффициент загрузки трансформатора.

Найдем суммарные потери трансформатора при номинальной нагрузке, подставив исходные данные в формулу (2.1):

Суммарные потери сухого силового понижающего трансформатора 10/0,4 кВ – ТС – 2000/10 (производства «СВЕЛ»), приведенные к 115⁰ С, при 20% перегрузе – аварийный режим, составляют:

где k_з = 1,14 – коэффициент загрузки трансформатора при 20% перегрузе.

Далее проведем расчет потребляемого воздухообмена

В помещениях со значительными тепловыделениями, объем приточного воздуха, необходимого для поглощения избытков тепла G, м3/ч рассчитывается по формуле:

(2.2)

где Q_изб = Р_Тр – теплоизбытки (Вт);

С_ρ = 1000 Дж/кг·К – массовая удельная теплоемкость воздуха;

ρ_в = 1,2 кг/ м³ – плотность приточного воздуха;

t_уд – t_пр = ΔТ – разность температур удаляемого и приточного воздуха, принимаем с запасом ΔТ = 10 (согласно ПУЭ п.4.2.102, не более ΔТ = 15).

Подставим значения в формулу (2.2) и найдем объем приточного воздуха.

Номинальный режим работы трансформатора:

Аварийный режим работы трансформатора:

Необходимая и достаточная производительность вентилятора ( ):

(2.3)

где k_п = 1,1 – коэффициент, учитывающий подсос и утечку воздуха из системы: для металлических, пластмассовых и асбестоцементных воздуховодов

при l_возд. ≤ 50 м. [1]

Подставим все известные значения в формулу (2.3) и найдем производительность вентилятора в номинальном режиме:

Производительность вентилятора в аварийном режиме:

Принимаем к установке осевой вентилятор типа ВО – 4. Паспортные данные вентилятора:

– производительность = 4,5 ÷ 6,4·10³ ;

– тип электродвигателя АИР71А2, мощностью 0,75 кВт;

– полное давление 350 – 190 Па.

Так как на приточной системе вентиляции располагаются два вентилятора то следует учитывать производительность двух вентиляторов:

= 9 ÷ 12,8·10³

Из условия:

≤ =12,8·10³

видно, что производительность вентиляторов по паспорту завышена. Потому что, в расчете объема приточного воздуха не учтены возможные потери в воздуховодах.

2.2 Выбор и техническое описание оборудования системы приточно – вытяжной вентиляции

Характеристики

Список файлов ВКР