Выбор цеховых трансформаторов и расчет компенсации реактивной мощности. Определение мощности батарей конденсаторов, устанавливаемых в сети до 1 кВ

8. Выбор цеховых трансформаторов и расчет компенсации

реактивной мощности.

8.1. Общие положения.

Выбор средств компенсации реактивной мощности в электрических сетях промышленных предприятий с присоединенной мощностью 750 кВА и более производится в соответствии РТМ 36.18.32.6-92 “Указания по проектированию установок компенсации реактивной мощности в электрических сетях общего назначения”. В качестве источников реактивной мощности на промышленных предприятиях используются в первую очередь батареи статических конденсаторов напряжением до 1 кВ и синхронные электродвигатели (СД) напряжением 6..10 кВ. Учитывается также реактивная мощность, которую целесообразно получать из энергосистемы. Конденсаторные установки на напряжении выше 1 кВ при соответствующем обосновании могут применяться лишь на предприятиях с непрерывным режимом работы. Ограничение применения батарей высоковольтных конденсаторов (БВК) объясняется трудностями частой коммутации емкостных нагрузок.

При расчете компенсации реактивной мощности СД 6..10 кВ делятся на две группы. В первую входят наиболее экономичные СД, имеющие активную единичную номинальную мощность P_НД > 2500 кВт или частоту вращения ротора n > 1000 мин^-1. Располагаемая реактивная мощность Q_ДР таких двигателей используется полностью без выполнения обосновывающих расчетов. Под располагаемой мощностью понимается максимальная реактивная мощность СД, генерируемая при номинальном токе возбуждения и номинальном напряжении статора, с учетом того, что двигатель имеет нагрузку по активной мощности меньше номинальной. Так как СД, как правило, имеют загрузку по активной мощности меньше 85%, то располагаемая реактивная мощность СД может быть принята на 20% больше номинальной реактивной мощности СД Q_ДН. Отметим, что генерируемая такими двигателями суммарная величина Q_ДН должна быть учтена при определении расчетных нагрузок предприятия.

Во вторую группу входят СД, имеющие P_НД  2500 кВт и n  1000 мин^-1. Использование СД этой группы для компенсации реактивной мощности требует технико-экономического обоснования.

8.2. Определение мощности батарей конденсаторов, устанавливаемых в сети до 1 кВ.

Для каждой технологически концентрированной группы электроприемников (цех, корпус и т.д.) минимальное число трансформаторов одинаковой мощности определяется по формуле

,                                          (8.1)

где Pнт - суммарная расчетная активная мощность рассматриваемой группы, кВт;

b_Т - коэффициент загрузки трансформатора, принимаемый для однотрансформаторных подстанций равным 0,8...0,9, а для двухтрансформаторных - 0,7;

Sт - принятая номинальная мощность трансформатора, кВА;

DN - добавка до ближайшего целого числа.

Для примера покажем выбор трансформаторов для питания приемников цехов №1 и №2. По формуле (8.1)

.

Принимаем к установке двухтрансформаторную подстанцию с трансформатором с масляным охлаждением типа ТМЗ-1000/10. Выбор трансформаторов для других цехов производим аналогично. Результаты заносим в табл. 8.1.

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

,                   (8.2)

где 1,1 - коэффициент, учитывающий допустимую систематическую перегрузку трансформаторов.

Суммарная мощность батарей низковольтных конденсаторов по критерию выбора минимального числа трансформаторов

Q_НК1=Q_РН-Q_Т,                                                          (8.3)

где Q_РН - расчетная реактивная нагрузка цеха до 1 кВ рассматриваемой трансформаторной подстанции, квар.

В случае, если в результате расчетов Q_НК<0, то следует принять Q_НК=0.

Величина Q_НК1 распределяется между цеховым трансформаторами прямо пропорционально их расчетным нагрузкам. После определения окончательного значения (расчетного) Q_НК1 выбираются стандартные номинальные мощности батарей конденсаторов. Покажем выбор БНК для цехов №1 и №2.

По формуле (8.2)

 квар.

По формуле (8.3)

Q_НК1=1346,4 -711,5=634,9 квар.

Выбираем два БНК типа УКН-58-0,4-268-67/У3 с номинальной мощностью 268 квар и два БНК типа УКН-58-0,4-100-33 1/3У3 с номинальной мощностью 100 квар.

Выбор БНК для других цехов производим аналогично. Результаты сводим в табл.8.1.

Потери активной и реактивной мощности в трансформаторах определяются по выражениям

,                                   (8.4)

,                            (8.5)

где DP_ХХ - потери холостого ход, кВт;

DP_КЗ - потери короткого замыкания, кВт;

U_К - напряжение короткого замыкания, %;

I_ХХ - ток холостого хода, %;

b_Т - коэффициент загрузки трансформатора, определяемый как

,                                                                 (8.6)

где S - мощность трансформаторной подстанции с учетом выбранной БНК, кВА;

S_Т  номинальная мощность одного трансформатора, кВА.

Определяем величину S по формуле

 .                                      (8.7)

Покажем определение потерь активной и реактивной мощности для цеховой