2. Вибір коефіцієнта завантаження трансформаторів

Коефіцієнт завантаження треба вибирати відповідно до умов необхідного резервування з урахуванням перевантажувальної спроможності.

У практичних розрахунках рекомендується приймати такі коефіцієнти завантаження трансформаторів:

а) для двотрансформаторних підстанцій, які живлять переважно електроприймачі 1-ї категорії надійності – β_т = 0,65 - 0,7;

б) для однотрансформаторних підстанцій, які живлять переважно електроприймачі 2-ї категорії надійності, при взаємному резервуванні трансформаторів на стороні НН - β_т = 0,7 - 0,8;

в) для однотрансформаторних підстанцій, які живлять переважно електроприймачі 2-ї категорії надійності, за наявності складського резерву, а також для електроприймачів 3-ї категорії надійності - β_т = 0,9 - 0,95.

Крім того, нині для живлення електроприймачів 2-ї категорії надійності або електро -приймачів 2 та 3-ї категорій надійності застосовують двотрансформаторні підстанції. При коефіцієнтах завантаження цих трансформаторів β_т > 0,7 у випадку вимикання одного з трансформаторів з урахуванням допустимого перевантаження трансформаторів вимикають частину електроприймачів 3-ї категорії.

3. Вибір номінальної потужності трансформаторів цехових підстанцій

При виборі потужності трансформаторів ЦТП слід враховувати їх навантажувальну здатність.

Потужність трансформаторів ЦТП вибирають за розрахунковим навантаженням. Оскільки воно на шинах 0,38 кВ належить до 3-го рівня електропостачання і визначається за середньозмінним навантаженням за найбільш завантажену зміну, то ця умова виконується, тому що потроєна постійна часу трансформатора (3Т₀ = 3·2,5 = 7,5 год.) порівняна з тривалістю зміни.

Потужність трансформатора вибирають з урахуванням необхідного резервування всіх електроприймачів 1-ї категорії надійності та основних електроприймачів 2-ї категорії в результаті роботи автоматичного вмикання резерву (АВР) на секційному автоматі (контакторі) або вмиканні резервної перемички від сусідньої підстанції.

Мінімальна потужність трансформаторів буде в тому випадку, коли через них реактивна потужність не передається, а повністю компенсуються на стороні до 1 кВ. Це базовий варіант, при якому розрахункове реактивне навантаження підстанції Q_р.тп дорівнює встановленню всієї потужності низьковольтних конденсаторів (НК) Q_н.к..

При трьох і менше трансформаторах їх номінальну потужність вибирають за розрахунковим активним навантаженням з урахуванням прийнятого коефіцієнта завантаження трансформатора β_т за емпіричною формулою:

де S_т.р. – повна розрахункова потужність трансформатора;

Р_р.ТП – сумарне розрахункове активне навантаження ТП;

N – кількість трансформаторів ТП.

Вибирається найближча більша стандартна номінальна потужність трансформатора.

4. Визначення потужності конденсаторних установок 0,4 кВ

Оскільки в більшості випадків S_ном.т. ≥ S_т.р., то через вибрані трансформатори 6 – 10/0,4 кВ доцільно передавати реактивну потужність від джерел 6 – 10 кВ у мережу напругою до 1 кВ для забезпечення бажаного коефіцієнта завантаження β_т. Ця реактивна потужність визначається як:

Якщо під коренем величина зі знаком мінус, то приймають Q_т = 0.

Потужність низьковольтних конденсаторів з номінальною напругою 0,4 кВ визнача - ється так:

Q_н.к = Q_р.ТП – Q_т, квар,

де Q_р.тп – сумарне розрахункове реактивне навантаження ТП, квар.

Якщо Q_н.к < 0, то встановлювати конденсатори з номінальною напругою 0,4 кВ не потрібно.

Увага! Якщо цехова живильна мережа виконується тільки кабелями, то комплектні конденсаторні установки (ККУ) рекомендується приєднувати до шин розподільного пристрою НН ТП. Для застосування приймається найближча стандартна величина потужності ККУ Q_н.к.ст., яка вибирається зі спеціальної технічної літератури (каталогів заводів-виробників). При двох трансформаторах на ТП кількість ККУ має бути парною.

Якщо при встановленні низьковольтних конденсаторних установок (НКУ) залишається некомпенсована реактивна потужність, то її компенсують за допомогою додаткових високовольтних конденсаторних установок (ВКУ) напругою 6,3 або 10,5 кВ, які встановлені на шинах розподільчих пристроїв. Величина цієї некомпенсованої реактивної потужності для кожної ТП незначна, що обумовлене достатньо близьким кроком стандартних величин потужності ККУ, але в разі наявності на підприємстві великої кількості цехових ТП частка її зростає.

Некомпенсовану реактивну потужність визначають за формулою:

Q_нек = Q_н.к – Q_н.к.ст, квар.

Приклад.

1. Вибрати номінальну потужність трансформатора ТП, яка живить електроприймачі 3-ї категорії надійності ділянок цеху напругою 0,38/0,22 кВ. Загальне розрахункове активне навантаження Р_р.ТП = 458 кВт. Загальне розрахункове реактивне навантаження ТП Q _р.ТП = 422 квар. Первинна напруга трансформатора 10 кВ.

2. Вибрати необхідну потужність ККУ, яка приєднана до шин НН.

Розв'язання.

Через те що електроприймачі належать до 3-ї категорії надійності, приймається однотрансформаторна КТП і коефіцієнт завантаження трансформатора β_т = 0,9.

За формулою:

З каталогу вибирається трансформатор з номінальною потужністю S_ном.т = 630 кВА типу ТМЗ-630/10.

Визначення потужності конденсаторних установок з номінальною напругою конденса- торів 0,4 кВ.

Реактивна потужність, яка передається через трансформатор з коефіцієнтом завантаження β_т = 0,9 зі сторони 10 кВ у мережу 0,4 кВ:

Потужність низьковольтних конденсаторів з номінальною напругою 0,4 кВ:

Q_н.к.= 422 – 334 = 88 квар.

З каталогу вибираємо комплектну конденсаторну установку з номінальною потужністю Q_н.к.ст. = 90 квар типу УКРП-0,4-90-10У3.