4. Выбор числа и мощности силовых трансформаторов цеховых тп

   1. Выбор мощности трансформаторов цеховых тп напряжением 10(6)/0,4 кВ

Электроприемники химического комбината относятся к потребителям I, II, III категориям по бесперебойности электроснабжения. В таблице 4 исходных данных, достаточно большое число цехов отнесено к потребителям третьей категории. Однако их расчетная нагрузка в сумме составляет всего 820,4 кВт (табл.7), против 5160,97 кВт по комбинату, или в процентном отношении – 18%. Поэтому, все схемы внешнего (от районной п/ст, до ГПП) и внутреннего электроснабжения (от ГПП, до РП 10(6) кВ и цеховых ТП) целесообразно выбирать с полным резервированием расчетной нагрузки.

Решение вопросов резервирования отдельных потребителей I-II на напряжении 0,4 кВ, в цехах с массовым применением электроприемников III категории (табл.4), будет решаться отдельно, при детальной проработке проектирования питающих и распределительных сетей 0,4 кВ.

На данном этапе, технико-экономического обоснования, все цеховые ТП выполняем с двумя рабочими трансформаторами. Предусматриваем раздельную работу трансформаторов с АВР на шинах 0,4 кВ. При выборе числа и мощности силовых трансформаторов цеховых ТП будем руководствоваться принципами унификации и максимального использования комплектного оборудования [3]. Результаты расчета электрических нагрузок 0,4 кВ как по силовым приемникам цехов (табл.7), так и по освещению (табл.8) сведем в таблицу 10. Суммарная расчетная нагрузка силовых потребителей на шинах 0,4 кВ ТП составляет 4546,78 кВт. Суммарная нагрузка освещения с учетом территории комбината равна 274,23 кВт.

Определяющими факторами при выборе единичной мощности трансформаторов ТП 10(6)/0,4 кВ являются затраты на питающую сеть 0,4 кВ, потери мощности в этой сети и в трансформаторах, затраты на строительную часть ТП. Для точного учета перечисленных факторов необходимо выполнять вариантные технико-экономические расчеты СЭС комбината. Однако, трудоемкость таких расчетов неимоверно высока, так как требует детальных расчетов, более чем в десятке вариантов, внешнего, внутреннего электроснабжения и, по крайней мере, питающих сетей 0,4 кВ. Исследованиями многочисленных авторов установлено, что приближенной оценкой перечисленных параметров оптимизации является некий обобщенный параметр – плотность нагрузки на той территории, по которой предполагается прокладка ЛЭП 0,4 кВ. Эти исследования положены в рекомендации нормативного документа [3] по выбору номинальной мощности трансформаторов ТП 10(6)/0,4 кВ.

По рекомендациям [3], в цехах с более, или менее равномерно распределенной нагрузкой со сравнительно мелкими потребителями, допускается при определении единичной мощности трансформаторов ТП 10(6)/0,4 кВ пользоваться следующими критериями при напряжении питающей сети 0,4 кВ

. (13)

Важно подчеркнуть, что рекомендации (13) не учитывают индивидуальных особенностей предприятия, их отдельных производств и цехов. Поэтому, рекомендации (13) являются лишь первым приближением к оценке номинальной мощности трансформаторов 10(6)/0,4 кВ цеховых ТП. От рекомендаций (13) можно отступать в ту, или иную сторону, при наличии технических, экспертных, или экономических обоснований. Выбор номинальной мощности трансформаторов (без детального технико-экономического расчета, только по критерию (13), фактически на основе опыта проектировщика) является наиболее ответственной задачей проекта. От числа и мощности цеховых подстанций будет зависеть вся система электроснабжения, как внутреннего до и выше 1000 В, так и внешнего.

На проектируемом комбинате, потребители малой (0,6 кВт) и средней (85÷121 кВт) мощности распределены более, или менее равномерно по площади цехов. Это позволяет воспользоваться рекомендациями [3], и формулой (13), взамен детальных технико-экономических расчетов.

Найдем плотность нагрузки 0,4 кВ в каждом из цехов. Например, для надшахтного здания шахты№2 получим

кВА,

кВА/м²,

Результаты расчетов сводим в таблицу 10.

Таблица 10 – Плотность нагрузки 0,4 кВ по цехам

№ цеха	Наименование	Pр, кВт	Pр.о, кВт	Qр, квар	Qр.о, квар	Sр, кВА	F, м2	σ, кВА/м2
1	2	3	4	5	6	7	8	9
1	Надшахтное здание шахты №2	213,26	3,009	209,03	0,00	300,78	295,00	0,71
2	здание подъёмных машин	177,05	1,596	210,91	0,63	276,88	168,00	1,26
3	Склад сырой соли	61,2	7,536	58,12	0,00	90,01	1256,00	0,05
4	Галерея транспортёров между солемельницей и складом	151,27	0,504	167,7	0,00	226,18	70,00	2,40
5	Здание шахтного комбината	52,68	6,8256	43,36	2,68	75,24	632,00	0,07
6	Эстакада и разгрузочный пункт сырой соли	12,07	1,7208	12	0,00	18,28	239,00	0,05
7	Эстакада и разгрузочный пункт карнолита	35,72	1,44	37,84	0,00	53,04	200,00	0,19
8	здание подъёмных машин	151,15	1,33	189,98	0,52	244,01	140,00	1,36
9	Надшахтное здание с солемельницей шахты №1	184,79	3,672	172,44	0,00	255,45	360,00	0,48
10	Склад сырой соли	89,02	9,108	82,23	0,00	128,03	1265,00	0,07
11	Галерея транспортёров между солемельницей и складом	105,52	1,584	120,39	0,00	161,14	220,00	0,55
12	Надшахтное здание шахты №3	78,65	1,7952	74,92	0,00	109,93	176,00	0,43
13	Здание подъёмных машин	195,71	1,235	255,99	0,48	323,37	130,00	1,97
14	Здание вентиляторов	463,41	2,1375	399,47	0,00	613,44	225,00	1,78
15	Эстакада подачи отходов в цех обезвоживания	38,34	3,456	37,67	0,00	56,27	480,00	0,08
16	Цех обезвоживания	62,83	4,6206	92,42	0,00	114,42	453,00	0,20
17	Галерея подачи отходов	27,34	1,116	27,72	0,00	39,73	155,00	0,18
18	Эстакада подачи сырья к складу	32,19	0,4032	31,82	0,00	45,55	56,00	0,57
19	Склад сырья	50,81	24,3	56,8	0,00	94,17	375,00	0,15
20	Цех №10	134,91	8,9148	125,57	0,00	190,93	874,00	0,14
21	Эстаката от склада к цех №10	23,2	0,504	20,32	0,00	31,22	70,00	0,29
22	Башня эстнера	13,58	0,3744	11,05	0,00	17,80	52,00	0,21
23	Эстакада наклонного транспорта от склада сырой соли до главного корпуса	16,02	1,1088	16,52	0,00	23,80	154,00	0,11
24	Сушильное отделение	153,18	4,464	121,4	0,00	198,97	620,00	0,20
25	Галерея	16,22	2,016	19,38	0,00	26,61	280,00	0,07
26	Буферный склад	17,64	5,0832	14,28	0,00	26,84	706,00	0,02
27	Корпус запасных резервуаров	48,95	2,1312	38,52	0,84	64,48	296,00	0,13
28	Химлаборатория	12,04	3,92	12,77	1,54	21,43	196,00	0,07
29	Цех защитных покрытий	44,72	3,587	46,82	0,00	67,27	422,00	0,11
30	Механический цех	88,5	3,4476	105,42	1,35	140,91	338,00	0,31
31	Электроремонтный цех	61,48	2,3664	56,14	0,93	85,63	232,00	0,24
32	Кузнечно-сварочный цех	72,69	3,48	71,75	0,00	104,64	290,00	0,25
33	Литейный цех	320,98	4,56	172,59	0,00	368,46	380,00	0,45
34	Склад формовочных материалов	6,55	2,04	5,37	0,00	10,13	170,00	0,03
35	Склад оборудования и запчастей	5,13	1,368	4,06	0,54	7,96	190,00	0,02
36	Склад моделей	10,22	1,224	7,93	0,48	14,20	170,00	0,05
37	Материальный склад	12,76	1,8216	9,94	0,71	18,06	253,00	0,04
38	Пожарное депо	168,08	6,273	190,33	2,46	259,94	615,00	0,31
39	Опытный флотационный цех	91,56	5,568	72,41	0,00	121,15	464,00	0,16
40	Склад готовой продукции	29,62	3,24	24,45	1,27	41,73	450,00	0,05
41	Заводская ТЭЦ	122,93	13,26	135,89	5,20	196,10	2210,00	0,06
42	РУ ТЭЦ	9,65	3,06	8,77	1,20	16,15	510,00	0,02
43	Разгрузочное устройство	59,57	3,7872	48,36	0,00	79,70	526,00	0,09
44	Склад строительных материалов	20,04	1,44	15,86	0,56	27,04	200,00	0,08
45	Главный корпус сильвинитовой	523,16	40,014	427,21	15,70	716,47	2470,00	0,17
46	Гараж на 25 машин	16,09	3,36	13,17	1,32	24,25	560,00	0,02
47.a	Деревообделочный цех	19,53	2,295	20,1	0,00	29,67	225,00	0,09
47.б	Деревообделочный цех	19,53	2,295	20,1	0,00	29,67	225,00	0,09
48	РМЦ	233,65	8,6088	205,8	3,38	320,07	844,00	0,24
	Территория завода	0,00	34,58		21,97	40,97	187677,20	0,00
	Итого	4555,19	257,58	4323,09	63,76	6548,16	209564,20	0,03

По итоговой строке таблицы 10, в среднем по комбинату плотность нагрузки составит

кВА/м². (14)

На складах и в административных зданиях плотность нагрузки на порядок меньше, чем в основных производственных цехах. Теоретически следовало бы выбрать два типоразмера трансформаторов: большей мощности – для цехов основного производства, меньшей – для складов и административных зданий. Однако, учитывая сравнительно не большую суммарную расчетную нагрузку комбината, 4555,19 кВт, примем к установке одинаковые трансформаторы на всех ТП.

По рекомендациям (13), исходя из средней плотности нагрузки по комбинату 0,03 кВА/м², (итоговая строка табл.10), можно принять единичную мощность трансформаторов ТП, равной 1000 кВА.

Минимальное число трансформаторов на комбинате, исходя из их принятой единичной мощности и полной компенсации реактивной мощности на шинах 0,4 кВ, составит

, (15)

где = 0,11 – добавка до целого числа трансформаторов;

= 4555,19 кВт – суммарная нагрузка всех цехов на шинах 0,4 кВ цеховых ТП с учетом освещения цехов и территории комбината.

0,7 – коэффициент загрузки трансформаторов в нормальном режиме;

Таким образом, при количестве цехов, равном 48 (табл.1), получаем 3 двухтрансформаторных цеховых ТП и 1 однотрансформаторную цеховую ТП. В условиях конкретной химического комбината, при расстановке ТП по цехам, получается, что даже основные производственные цеха не охвачены собственными ТП, что приведет к не обоснованному увеличению числа и протяженности питающих КЛ 0,4 кВ между цехами.

На основании изложенного выше, принимаем решение о разукрупнении мощности цеховых ТП. То есть, принимаем номинальную мощность трансформаторов одинаковую для всех цехов и равную 630 кВА.