Выбор цеховых трансформаторов и расчет компенсации реактивной мощности в электрических сетях автомобильного завода

6. ВЫБОР ЦЕХОВЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ И РАСЧЕТ КОМПЕНСАЦИИ РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ

6.1 Расчет компенсации реактивной мощности

   Выбор средств компенсации реактивной мощности в электрических сетях проектируемого автомобильного завода, присоединенной мощностью которого более 750 кВА, производим в соответствии с указаниями руководящего технического материала, разработанного в 1992 году институтом “Тяжпромэлектропроект”.

   В качестве источника реактивной мощности на данном предприятии проектируем использовать батареи статических конденсаторов напряжением до 1 кВ. Учитываем также реактивную мощность, которую целесообразно получать из энергосистемы. Конденсаторные установки на напряжении выше 1кВ не применяем, поскольку блок вспомогательных цехов не имеет непрерывного режима работы.

   Расчет компенсации реактивной мощности производится в несколько этапов. Первоначально разбиваются цеха на несколько технологически концентрированных групп цеховых трансформаторов одинаковой мощности. В пределах каждой группы все трансформаторы имеют одинаковый коэффициент загрузки и один вид компенсирующих устройств, которые предполагается использовать. Предварительно определяется расчетные нагрузки трансформаторов, учитывая предельные возможности передачи мощности по линиям до 1 кВ.

Для каждой группы трансформаторов принимается единичная номинальная мощность и коэффициент загрузки, после чего определяется минимальное число трансформаторов

,                                                 (6.1.1)

где Р_рн– расчетная активная нагрузка до 1 кВ донной группы трансформаторов;

b_т – коэффициент загрузки трансформаторов, определяемый в зависимости от категории электроприемников по надежности электроснабжения;

S_т – единичная мощность цеховых трансформаторов, принимаемая в зависимости от удельной плотности нагрузки.

Полеченную величина по (6.1.1) округляется до ближайшего большего целого числа.

Наибольшее значение реактивной мощности, которое может быть передано через трансформаторы в сеть до 1 кВ при принятом коэффициенте загрузки трансформаторов b_т, определяется по выражению

,                                     (6.1.2)

где коэффициент 1,1 учитывает допустимую систематическую перегрузку масляных трансформаторов (для сухих эта величина 1,05).

Суммарную мощность БНК по критерию выбора минимального числа трансформаторов определяется по формуле

Q_нк1=Q_рн-Q_т ,                                                  (6.1.3)

где Q_рн – расчетная реактивная нагрузка до 1 кВ рассматриваемой группы трансформаторов.

Если Q_нк1<0 , то принимается Q_нк1 =0.

Величина Q_нк1 распределяется между цеховыми трансформаторами прямо пропорционально их реактивным нагрузкам. Затем выбираются стандартные номинальные мощности батарей статических конденсаторов (БНК) для сети до 1 кВ каждого трансформатора.

Разбиваем проектируемые цеха на следующие технологически концентрированные группы:

1.  Ремонтно-механический цех, электротехнический цех, теплосиловой цех и нагрузка 0,4 кВ компрессорной;

2.  Цех передних осей;

3.  Цех задних мостов;

4.  Агрегатный цех;

5.  Рамный цех;

6.  Компрессорная.

Произведем выбор БНК для третьей группы (цех задних мостов). Определяем число цеховых трансформаторов по формуле (6.1.1) . По литературе [2] принимаем четыре трансформатора ТМЗ-1000/10.

   Наибольшее значение реактивной мощности, которое может быть передано через трансформаторы в сеть до 1 кВ определяем по (6.1.2) . Тогда по (6.1.3) суммарная мощность БНК Q_нк1=2761,3-1532,5=1228,8 квар. По [2] выбираем комплектные конденсаторные установки на напряжение 0,38 кВ для силовых сетей 4´УКЛН-0,38-300-150 УЗ с суммарной мощностью Q_НК1=1200 квар.

Расчет остальных групп производим аналогично и результаты заносим в таблицу 6.1.1.

Таблица 6.1.1- Выбор трансформаторов и устройств БНК

   Далее определим потери активной DР_т и реактивной DQ_т мощности в двухобмоточных трансформаторах по формулам

;                                                (6.1.4)

,                                            (6.1.5)

   где b_т – коэффициент загрузки трансформатора;

DР_хх – потери холостого хода трансформатора, кВт;

          DР_кз – потери короткого замыкания, кВт;

          U_к – напряжение короткого замыкания трансформатора, %;

          S_н – номинальная мощность трансформатора, кВА.

   Коэффициент загрузки трансформатора определяется как

,                                                         (6.1.6)

где S_м– расчетная максимальная нагрузка трансформатора.

   Так для цеховой трансформаторной подстанции ТП1 с трансформаторами 2´ТМЗ-1000/10 (DPх=1,9 кВт, DРк=10,8 кВт, u_К%=5,5%, Iх%=1,2%), загруженной мощностью по таблице 6.1.1 с учетом установки БНК Р_Р=1289,2 кВт и Q_Р=1380,24-600=780,24 (квар), S_Р=1506,9 кВА.

   По (6.1.6) коэффициент загрузки . Далее по формулам (6.1.4) и (6.1.5) найдем потери в трансформаторах DР_т = 2×(1,9+10,8×0,76²) =16,6 кВт и .

   Для остальных трансформаторных подстанций расчет потерь сведем