Расчет внутризаводского электроснабжения. Определение числа и мощности трансформаторов цеховых ТП

3. РАСЧЕТ ВНУТРИЗАВОДСКОГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ

3.1. Определение числа и мощности трансформаторов цеховых ТП

Выбор типа, мощности и других параметров цеховых ТП, а также из расположение должны обуславливаться величиной и характером электрических нагрузок и размещением из на генеральном плане предприятия.

От правильного размещения подстанций на промышленных предприятиях, а также от числа подстанций и мощности трансформаторов, установленных в каждой подстанции, зависят экономически показатели и надежность системы электроснабжения потребителей.

Расчет производится в следующей последовательности:

a)  определение типа ТП;

b)  определение мощности трансформаторов;

c)  определение количества ТП;

d)  определение местоположения ТП и их компоновка.

На первом этапе решается выбор однотрансформаторной или многотрансформаторной ТП.

Однотрансформаторные ТП рекомендуется применять в следующих случаях:

-  при нагрузках III категории;

-  для питания электрических нагрузок II категории при условии резервирования мощности по перемычкам на вторичном напряжении, достаточной для питания ответственных потребителей или при наличии складенного резерва трансформаторов.

Однотрансформаторными ТП должно отдаваться предпочтение.

Двухтрансформаторные ТП применяются:

-  при преобладании потребителей I и II категории, не допускающих перерыва питания на время замены поврежденного трансформатора;

-  если мощность трансформаторов лимитируется по условиям транспорта, высотой помещения и другими соображениями, требующими уменьшения веса;

-  при экономических преимуществах двухтрансформаторных ТП по сравнению с однотрансформаторными (целесообразна замена трансформатора на более мощный);

-  при неравномерном суточном или годовом графике нагрузки (то есть учитывается возможность и целесообразность менять присоединенную мощность трансформаторов в течении суток, сезона и т. д.).

ТП с числом трансформаторов более двух применяют в виде исключения с достаточным обоснованием.

С учетом вышеуказанного во всех корпусах завода, кроме литейного цеха, установлены однотрансформаторные ТП. В литейном цеху в связи с преобладанием ЭП I категории установлена двухтрансформаторная ТП.

Ориентировочный выбор числа и мощности цеховых трансформаторов производится по удельной плотности σ_Н нагрузки

σ_Н=S_Р/F,

где S_Р – расчетная нагрузка цеха (корпуса, отделения), кВА; F – площадь цеха (корпуса, отделения), м².

При плотности нагрузки до 0,2 кВА/м² целесообразно применять трансформаторы мощностью до 1000 кВА включительно, при плотности 0,2-0,3 кВА/м² – мощностью 1600 кВА. При плотности более 0,3 кВА/м² целесообразность применения трансформаторов мощностью 1600 кВА или 2500 должна определяться технико-экономическим расчетом.

С учетом экономических факторов (минимум приведенных затрат) получены формулы, позволяющие определить экономически целесообразную мощность подстанции

S_ТЭ=8760,

где C₀ – стоимость 1 киловатта годовых потерь электроэнергии, руб/ кВТ·год; σ – плотность нагрузки, кВА/м².

С учетом снижения расхода проводникового материала рекомендуется мощность трансформатора ниже экономической:

S_Т,РЕК=(0,59-0,56)S_Т,Э

Минимальное число цеховых трансформаторов N_min одинаковой мощности S_{НОМ, Т} определяется:

N_min=,

где Р_СР.М – средняя нагрузка; К_З – коэффициент загрузки трансформатора; ΔN – добавка до ближайшего целого числа.

Экономически оптимальное число трансформаторов:

N_ОПТ=N_min+m,

где m – дополнительно установленные трансформаторы, m принимается по рис. 4.7. [7]. Результаты выбора мощности цеховых трансформаторов и определение оптимального числа их сведены в таблицу 3.1.

3.2. Компенсация реактивной мощности

Наибольшую реактивную модность, которую целесообразно передать через трансформаторы в сеть напряжением до 1000 кВ, определяют по формуле

Q_МАХ,Т=.

В качестве примера приведен расчет для КЗЦ.

Q_МАХ,Т==741,6 квар.

Суммарная мощность конденсаторных батарей на напряжении до 1 кВ составит

Q_НК1=Q_СР,М-Q_МАХ,Т,

где Q_СР,М – суммарная средняя реактивная мощность за наиболее загруженную смену на напряжение до 1 кВ.

Q_НК1=2173,1-741,6=1431,5.

Принимаем 4 батареи конденсаторов: 2´432 квар и 2´300 по табл. П6.1. [1].

Дополнительная мощность Q_НК2 НБК для данной группы трансформаторов определяется по формуле

Q_НК2=Q_СР,М-Q_НК1-gN_ОПТS_НОМ,Т,

где g - расчетный коэффициент зависящий от расчетных параметров К_Р1 и К_Р2 и схемы питания цеховой ТП.

К_Р1 принимается по табл. 4.6. [7] для объединенной энергосистемы центра и количестве рабочих смен 2 К_Р1=12.

К_Р2 из табл. 4.7. [7] для S_НОМ,Т=2500 кВА и длине питающей линии l=200 м К_Р=5.

Схема питания ТП КЗЦ радиальная, следовательно, g определяется по рис. 4.8.б [7] для К_р1=12 и К_Р2=5 - g=0,47.

Q_НК2=2173,1-1431,5-0,47·1·2500=-433,4 квар

Так как оказалось, что Q_НК2<0, то для данной группы трансформаторов реактивная мощность Q_НК2 принимается равной нулю:

Q_НК2=0.

Суммарная мощность НБК цеха составит:

Q_НК=Q_НК1+Q_HK2=1431,5+0=1431,5 квар.

Результаты расчета мощности НБК для остальных цехов сведены в таблицу 3.2. Причем, если оказалось, что Q_HK1<0 или Q_НК2<0, то соответствующая составляющая принимается равной нулю.

Таблица 3.2. Расчет мощности НБК.