1. Определение расчетной нагрузки

Расчетная нагрузка предприятия определяется суммированием расчетных нагрузок отдельных групп электропотребителей с учетом коэффициента разновременности максимумов нагрузки:

S_p = ∙ k_{p max} ,

где - сумма расчетных активных нагрузок, кВт;

,

где - суммарная установленная мощность отдельных групп приемников, определяемая нагрузкой на шинах ЦПП (ТП, ГРП) и мощностью всех электропотребителей напряжением до 1кВ; К_с – коэффициент спроса; k_{p max} – коэффициент разновременности максимумов нагрузки отдельных групп приемников, k_{p max} – 0,85÷1,0.

Величина коэффициента спроса принимается в зависимости от коэффициента использования активной мощности К_и и коэффициента включения приемников К_в. Для К_в = 0,8 (характерного для горных предприятий) значения приводятся в табл. 1.2.

Кв = 0,8	Ки	0,4	0,5	0,6	0,7	0,8	0,9
		0,5	0,6	0,65-0,7	0,75-0,8	0,85-0,9	0,92-0,95

Для группы приемников коэффициент использования активной мощности К_и определяется по формуле:

где n – число электропотребителей в группе приемников;

- средняя мощность группы приемников за наиболее загруженную смену, кВт; - номинальная мощность группы приемников, кВт.

Величине коэффициента использования активной мощности К_и соответствует значение коэффициента спроса , равное 0,6.

- сумма расчетных реактивных нагрузок, квар;

tgφ,

где tgφ – тангенс угла сдвига фаз, соответствующий средневзвешенному коэффициенту мощности.

Из полученных значений находим расчетную нагрузку предприятия S_p:

S_p = ∙ 0,9 =5629 кВ∙А

2. Определение величины напряжения внешнего электроснабжения

Для воздушных линий, питающих горное предприятие, величина напряжения, кВ, определяются по выражению:

где - полная передаваемая мощность предприятия, кВ∙А; - длина ВЛ, км;

Для кабельных линий, питающих горное предприятие, величина напряжения, кВ, определяются по выражению:

где - активная передаваемая мощность предприятия, кВ∙А; - длина КЛ, км;

Выбираем одно цепную ВЛ и рассчитываем напряжение для обеих линий.

С учетом развития предприятия выбираем ближайшее большее стандартное значение напряжение внешнего электроснабжения равным U_ном = 35 кВ.

3. Выбор силовых трансформаторов

Для горных предприятий как потребителей первой категории главные понизительные подстанции выполняются с двумя силовыми трансформаторами. Двух трансформаторная подстанция экономична с точки зрения обеспечения резервирования.

3.1 Производим выбор числа, мощности и типа силового трансформатора

1. Устанавливаем два трансформатора, т.к. горное предприятие является потребителем I категории.

2. Исходя из общей расчетной нагрузки принимаем установленную мощность трансформатора. Номинальная мощность каждого из них определяется по условию

S_ном ≥ S_p /2∙0,7

S_ном ≥ 1,4 = 4021 кВ∙А

При этом надо иметь ввиду, что допустимая систематическая перегрузка не должна превышать 30%.

Принимаем к установке два трансформатора по 6300 кВ∙А типа ТМН-6300-35/6

Тип	Мощность, кВА	Напряжение, кВ		Потери, кВт		Uкз, %	Ixx, %
		ВН	НН	ΔPxx	ΔPм
ТMН	6300	35	6,3	8	46.5	7.5	0.8

(Т - трехфазный; М - охлаждение с естественной циркуляцией воздуха и масла; Н - регулирование напряжения под нагрузкой)

Проверяем трансформатор на допустимую перегрузку с учетом возможного отключения потребителей III категории, т.е.:

1,4S_ном ≥ S_p

1,4∙ 6300 ≥ S_p

8820 кВ∙А ≥ кВ∙А

Следовательно, выбранные трансформаторы обеспечивают электроснабжения карьера, как в нормальном, так и в аварийном режиме.

Определяем годовые потери активной и реактивной мощности в силовых трансформаторах ГПП:

∆P = ∆P_xx + ∆P_м, кВт;

∆Q = ∆Q_xx + ∆Q_м = + , квар;

= S_p /2∙S_ном ,

где ∆P_xx и ∆P_м – активные потери холостого хода и потери в меди при номинальной нагрузке, кВт, соответственно; - коэффициент загрузки трансформатора; ∆Q_xx - реактивные потери холостого хода, величина которых равна току холостого хода трансформатора; ∆Q_м – реактивные потери меди, величина которых численно равна напряжению КЗ трансформатора.

= / 2∙6300 = 0,45

∆P = 8 + 0,45²∙46.5 = 17,41 кВт;

∆Q = 0,008∙6300 + = 146 квар;

Потери активной и реактивной энергии:

∆W_a = ∆P_xxТ_г + ∆P_мТ_п.а = 8∙8760 + 0,45²∙46,5∙3071 = 98997,3кВт∙ч

∆W_рВ = ∆Q_xxТ_г + ∆Q_мВТ_п.р= 50,4∙6300 ∙8760 + 0,45²∙ ∙8760 =317653 квар∙ч

где Т_п.а , Т_п.р – соответственно число максимумов потерь активной и реактивной мощности;

Т_п.а = (0,124 + Т_max.a∙10^-4)² ∙8760 = (0,124 + 4680∙10^-4)² ∙8760 = 3071 ч;

Т_п.р = (0,124 + Т_max.p∙10^-4)² ∙8760 = (0,124 + 8760∙10^-4)² ∙8760 = 8760 ч,

где Т_max.a ,Т_max.p – соответственно годовое число часов использования максимумов активной и реактивной нагрузки;

Т_max.a = 260∙3∙6 = 4680 ч ;

Принимаем 260 рабочих дней в году, 3 смены по 6 часов.

Т_max.p = Т_г = 8760 ч.