Расчет внутризаводского электроснабжения. Определение числа и мощности цеховых трансформаторов. Выбор сечения кабелей распределительной сети 10 и 0.4 кВ

5. РАСЧЕТ ВНУТРИЗАВОДСКОГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ.

5.1 Определение числа и мощности цеховых трансформаторов.

Правильное определение числа и мощности цеховых трансформаторов возможно только путем технико-экономических расчетов c учетом следующих факторов: категории надежности электроснабжения потребителей; компенсации реактивных нагрузок на напряжении до 1000 кВ; перегрузочной способности трансформаторов в нормальном и аварийных режимах; шага стандартных мощностей; экономичных режимов работы трансформаторов в зависимости от графика нагрузки [1].

Количество цеховых ТП непосредственно влияет на затраты на распределительные устройства напряжением 6-20 кВ и внутризаводские и цеховые электрические сети. При некотором количестве трансформаторов с номинальной мощностью S_{НОМ, Т} можно добиться минимума приведенных затрат при обеспечении заданной степени надежности электроснабжения. Такой вариант будет являться оптимальным, и его следует рассматривать как окончательный.

Однотрансформаторные подстанции рекомендуется применять при наличии в цехе (корпусе) приемников электроэнергии, допускающих перерыв электроснабжения на время доставки «складенного» резерва, или при резервировании, осуществляемом по линиям низшего напряжения от соседних ТП, т. е. они допустимы для потребителей III и II категории в сети небольшого количества (до 20%) потребителей I категории.

Двухтрансформаторные подстанции рекомендуется применять в следующих случаях:

n  при преобладании потребителей I категории и наличии потребителей особой группы;

n  для сосредоточенной цеховой нагрузки и отдельно стоящих объектов общезаводского назначения (компрессорные и насосные станции)

n  для цехов с высокой удельной плотностью нагрузок (выше 0,5-0,7 кВА/м²)

Цеховые ТП с количеством трансформаторов более двух используются только при надлежащем обосновании.

В настоящее время цеховые ТП выполняются комплектными (КТП) и во всех случаях, когда этому не препятствуют условия окружающей среды и обслуживания, устанавливаются открыто [1].

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

σ_Н=S_P/ F,                                           (5.1)

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

При плотности нагрузки напряжением 380 В 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 кВА должна определяться технико-экономическим расчетом [1].

Наивыгоднейшая мощность трансформатора зависит от величины электрических нагрузок, от продолжительности использования максимума нагрузок и от характера графика нагрузок, числа часов работы предприятия, количества смен и стоимости потерь электроэнергии [2].

Задача по выбору мощности трансформатора разбита на два этапа: предварительный и окончательный, на котором оптимизируется мощность с учетом компенсации реактивной мощности.

В зависимости от исходных данных различают два метода выбора номинальной мощности трансформаторов:

1)  по заданному суточному графику нагрузки цеха (корпуса, отделения) за характерные сутки года для нормальных и аварийных режимов;

2)  по расчетной мощности для тех же режимов.

Наивыгоднейшая загрузка цеховых трансформаторов зависит от категории надежности потребителей электроэнергии, от числа трансформаторов и способа резервирования. Рекомендуется [1] принимать следующие коэффициенты загрузки трансформаторов:

n  при преобладании нагрузок I категории для двухтрансформаторных ТП  К_З=0,65-0,7;

n  при преобладании нагрузок II категории для однотрансформаторных подстанций в случае взаимного резервирования трансформаторов на низшем напряжении К_З=0,7-0,8;

n  при преобладании нагрузок II категории и наличии централизованного (складенного) резерва трансформаторов, а также при нагрузках III категории К_З=0,9-0,95.

Принятые к установке силовые трансформаторы должны быть проверены на допустимые систематические перегрузки по условию:

S_{НО М, Т}≤S _СР,М·К_{П, ДОП, Σ},                                       (5.2)

где S _СР,М - средняя нагрузка за максимально загруженную смену.

На двухтрансформаторных подстанциях дополнительно проверяется перегрузка трансформаторов в аварийном режиме аналогично трансформаторам ГПП или ПГВ.

Предварительный выбор мощности трансформаторов цеховых ТП.

Учитывая категорию потребителей электроэнергии завода по надежности электроснабжения. принимаем к установке двухтрансформаторные цеховые подстанции за исключением подстанций, питающих инструментальный, экспериментальный, заготовительный, сборочный №1 и №2  цеха и АБК.

На основании рекомендаций п. 4.1. [2] для определения мощности трансформаторов ТП и числа трансформаторных подстанций используем формулы:

­  экономически целесообразная мощность трансформаторов