Выбор количества и мощности трансформаторов цеховых подстанций

Выбор количества и мощности трансформаторов цеховых подстанций. Прежде чем приступить к выбору количества и мощности трансформаторов цеховых подстанций, необходимо определить расчетные нагрузки до 1 кВ цехов и категории надежности электроснабжения потребителей этих цехов.

Для этого выписываем из таблицы 2.3 расчетные нагрузки Рр, Qр, определяем Sр, категории надежности электроснабжения и характер окружающей среды цеха, объекта.

Количество трансформаторов на цеховых подстанциях определяется категорией надежности питаемых ЭП. Число трансформаторов на подстанциях обычно принимают 1 или 2. Следует заметить, что в большинстве случаев нагрузка трансформаторов в производственных цехах не однородна по надежности электроснабжения, и даже если указаны потребители I-II категории всегда присутствуют потребители III категории 10-20 , которые в аварийных случаях можно отключить без ущерба для производства.

Двухтрансформаторные подстанции применяются при преобладании ЭП I-II категорий, а также для питания ЭП II-III категорий в энергоемких цехах с удельной плотностью нагрузки более 0,4 кВ.А м2. Коэффициент загрузки силовых трансформаторов определяем по формуле 3.1 где Sp - полная расчётная мощность N - количество трансформаторов Sнтр - номинальная мощность трансформатора Коэффициент загрузки Кз принимается - для двухтрансформаторных подстанций при преобладании нагрузок I категории 0,65-0,7, при преобладании нагрузок II категории 0,7-0,8 - для однотрансформаторных подстанций с учетом взаимного резервирования нагрузок II категории Кз 0,7-0,85, а при нагрузках III категории 0,85-0,95. Указанные коэффициенты загрузки должны находиться в указанных пределах после проведения мер по компенсации реактивной мощности.

Поэтому выбор количества и мощности трансформаторов осуществляется в два этапа.

На первом этапе выбирают количество и мощность трансформаторов на подстанциях.

Мощности же трансформаторов для цехов со значительным потреблением реактивной мощности Qс.p. 500-700 квар, там где предполагается проведение компенсации реактивной мощности, намечают из расчета завышенного против нормы коэффициента загрузки.

На втором этапе после проведения расчетов по компенсации реактивной мощности по цехам и предприятию и после уточнения нагрузок следует повторно определить Кз трансформаторов и скорректировать мощности и количество трансформаторов в цехах, где была проведена компенсация реактивной мощности.

При решении вопроса электроснабжения объектов с небольшими нагрузками до 150-200 кВА, склады, гаражи и т. п чтобы не проектировать подстанции с трансформаторами малой мощности, допускается присоединять эти нагрузки к подстанции близлежащего цеха. Оценить целесообразность присоединения указанных нагрузок к подстанции с учетом расстояния L между подстанцией и присоединяемой нагрузкой Sp можно по приближенной эмпирической формуле SpL 15000 кВ.Ам. 3.2 В случае объединения нагрузок, их расчетные активные и реактивные мощности складываются.

Распределение нагрузки по ТП сводим в таблицу 3.1. Таблица 3.1 - Выбор трансформаторов цеховых подстанций Уд. Кат. Кол. и Коэф. Цех, объект Расчетные нагрузки мощ. пот. мощн. загр. тр-в Рр, Qp, Sp, Sуд кВА м2 N?Sтр. Кз кВт кВар кВА 1 2 3 4 5 6 7 8 1. Склад металла 93,9 74,5 119,6 0,05 III 2?1600 0,85 2. Ремонтно-литейный цех 2594,3 165,6 2599,5 2,12 I-II 2?1600 0,7 3. Кузнечно - сварочный цех 1623,2 1682,4 2337,8 1,29 II 2?1600 0,75 4. Кузнечно - штамповочный 1704,6 1780,7 2465,1 2,19 II 5. Механический 750,3 788,02 1088,1 0,77 II 2?1000 0,7 6.Механосборочный 1008,1 801,15 1287,6 0,91 II-III 7. Термический 2276,7 1283,9 2613,7 1,3 II 2?1600 0,7 8. Модельный 136,2 124,2 184,3 0,11 II 9.Заводоуправление, столовая 317,4 214,6 383,2 0,3 III 1 600 0,9 10. Автогараж 47,4 52,4 70,7 0,19 III 11. Компрессорная с насосной 252,3 214,7 331,3 0,38 II 2?1600 0,75 12. Цех тяжелого машиностроения 1298,3 874,3 2033,6 1,41 II 13. Наружное освещение 278 139 310 III Кп.1 4 КОМПЕНСАЦИЯ РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ Производим расчет мощности компенсирующих устройств, которые необходимо установить в сетях до 1 кВ. Группируем цеха с трансформаторами мощностью Sн.т. 1600 кВА. Таблица 4.1 - Расчет компенсирующих устройств Расчетные нагрузки Уточненное Номерцеха Рр, кВт Qp, кВардо комп. после комп. Sp, кВАдо комп. после комп. N Sтр. QНБК Qфакт. N QБК,кВар N Sтр 1 2 3 4 5 6 7 2 Н осв 2872,3 304,6 4,6 2910,5 2872,3 2 1600 117,01 1502 75 2 1600 3 1623,2 1682,4 982,4 2337,8 1897,4 2 1600 646,3 7002 300 50 2 1600 4 1704,6 1780,7 1080 2465 2018,3 2 1600 684,1 7002 300 50 2 1600 7,8 2413 1408,1 858,1 2798 2561,1 2 1600 541 5502 200 75 2 1600 9,10 Н осв 660,02 409,4 139,4 778,8 674,6 2 400 227,2 2702 135 2 400 5,11 Н осв 1280,6 1141,7 871,7 1730,3 1549,1 2 1000 247 2702 135 2 1000 12 1298,3 874,3 604,3 2000,6 1432 2 1000 227 2702 135 2 1000 1,6 Н осв 1380 1014,6 744,6 1718,1 1568,1 2 1000 264 2702 135 2 1000 Итого 8613,1 3785,8 2336 6 1600 1441 1450 Определяем минимальное число трансформаторов для данной группы цехов Nмин. N 4.1 Nмин N 6,56 0,44 7 Находим оптимальное число трансформаторов Nопт. Nмин. m. 4.2 Значение m находим по графику, m 0, Nопт. 7. Наибольшую реактивную мощность, которую целесообразно передавать в сеть до 1кВ через трансформаторы, определяем по формуле Qмакс.т. 4.3 Qмакс.т. 3187,5 кВар Суммарная мощность батарей на напряжение до 1 кВ составит Qнк1 Qp - Qмакс.т 4.4 Qнк1 5175,8-3187,5 1988,3 кВар Определяем дополнительную мощность в целях оптимального снижения потерь Qнк2 Qp - Qнк1 - Nопт. Sн.тр. 4.5 Qнк2 5175,8-1988,3-0,45 7 1600 -1852,5 кВар Практические расчеты показали, что для Западной Сибири с достаточной степенью точности при магистрально радиальной схеме внутризаводского электроснабжения можно принимать значения 0,45 при напряжении 6 кВ. Так как получилось, что Qнк2 0, то для данной группы Qнк2 принимаем равной нулю. Находим суммарную мощность низковольтных конденсаторных батарей Qнк Qнк1 Qнк2 . 4.6 Qнк 1988,3 0 1988,3 кВар Распределяем конденсаторные батареи между цехами пропорционально потребляемой ими реактивной мощности Qнбкi 4.7 Принимаем стандартные значения комплектных конденсаторных установок из номинального ряда 20 40 50 75 100 135 150 200 300 450 600. Для цехов 2 Н осв, 3,4,7 8. Qбк1 2 75 150 кВар Qбк2 2 300 2 50 700 кВар Qбк3 2 300 2 50 700 кВар Qбк4 2 200 2 75 550 кВар Тип конденсаторных батарей 2 УКБН-0,38-75-50 УЗ Qн 75 кВар 2 УКБН-0,38-50 - 50УЗ Qн 50 кВар 2 УКБН-0,38-200-50 УЗ Qн 200 кВар 2 УКБН-0,38-300-50 УЗ Qн 300 кВар Уточняем количество и мощность трансформаторов.

Для этого определяем полную расчетную мощность цеха Spi 4.8 Определяем коэффициент загрузки Кз . 4.9 Группируем цеха с трансформаторами мощностью Sн.т. 1000 кВА. Таблица 4.2 - Расчет компенсирующих устройств Расчетные нагрузки Уточненное Номер цеха Рр, кВт Qp, кВардо комп. после комп. Sp, кВАдо комп. после комп. N Sтр. QНБК Qфакт. N QБК,кВар N Sтр 1 2 3 4 5 6 7 5,11,Носв 1280,6 1141,7 871,7 1730,3 1549,1 2 1000 267 2702 135 2 1000 1,6,Носв 1380 1014,6 744,6 1718,1 1568,1 2 1000 264 2702 135 2 1000 12 1298,3 874,3 604,3 2000,6 1432 2 1000 227 2702 135 2 1000 Итого 3959 3626,4 626 6 1000 758,3 810 Определяем минимальное число трансформаторов для данной группы цехов Nмин N 4,35 0,65 5 Находим оптимальное число трансформаторов Nопт. Nмин. m 5 0 5 Значение m 0 находим по графику. Наибольшую реактивную мощность, которую целесообразно передавать в сеть до 1кВ через трансформаторы, определяем по формуле Qмакс.т. 2242,5 кВар Суммарная мощность батарей на напряжение до 1 кВ составит Qнк1 3031-2242,5 788,1 кВар Определяем дополнительную мощность в целях оптимального снижения потерь Qнк2 3031-788,1-0,45 5 1000 -1461,5 кВар Так как получилось, что Qнк2 0, то для данной группы Qнк2 принимаем равной нулю. Находим суммарную мощность низковольтных конденсаторных батарей Qнк 788,1 0 788,1 кВар Распределяем конденсаторные батареи между цехами пропорционально потребляемой ими реактивной мощности.

Для цехов 5 11 Носв, 1 6 Н осв, 12 Qбк1 2 135 270 кВар Qбк2 2 135 270 кВар Qбк3 2 135 270 кВар Тип конденсаторных батарей 2 УКБН-0,38-135 -50УЗ Qн 135 кВар Уточняем количество и мощность трансформаторов.

Для этого определяем полную расчетную мощность цеха Определяем коэффициент загрузки К установке принимаем 6 трансформаторов номинальной мощностью 6 1000 5 ПОТЕРИ В СИЛОВЫХ ТРАНСФОРМАТОРАХ Определение коэффициента загрузки трансформатора среднесменный Кзсм 5.1 - расчётный определяем по формуле 3.1 Определение реактивных потерь холостого хода и короткого замыкания ?Qxx , 5.2 где Iхх - ток холостого хода ? Qкз , 5.3 где Uкз - напряжение короткого замыкания Определение среднесменных потерь в трансформаторах ?Рсм n ?Рхх К2зсм ?Ркз , 5.4 где ?Рхх - активные потери холостого хода ?Ркз - активные потери короткого замыкания ?Qсм n ?Qхх К2зсм ?Qкз 5.5 Определение расчётных потерь в трансформаторах ? Рр n ?Рхх К2зр ?Ркз 5.6 ?Qр n ?Qхх К2зр ?Qкз 5.7 Расчёт представлен в таблице 5.1 Таблица 5.1 - Потери в силовых трансформаторах ТП цеха Марка транс-ра ?Qкз ?Qхх Кзсм Кзр ?Рсм ?Qсм ?Рр ?Qр ТП1 2 Н осв ТС3-1600 10 88 24 0,82 0,89 29,91 166,34 33,74 187,41 ТП2 3 ТС3-1600 10 88 24 0,55 0,61 18,08 101,24 19,92 111,36 ТП3 4 ТС3С-1600 10 88 24 0,59 0,63 19,54 109,3 21,1 117,8 ТП4 7 8 ТС3-1600 10 88 24 0,74 0,8 26 144,37 28,88 160,64 ТП5 9 10 Н ТС3-400 10 22 12 0,8 0,84 9,51 52,16 10,22 55,05 ТП6 5 11 Н ТСЗ-1000 10 55 15 0,73 0,77 17,93 88,6 19,3 95,21 ТП7 12 ТС3-1000 10 55 15 0,61 0,72 14,33 71 17,61 87,02 6