Вибір кількості і потужності цехових трансформаторів з врахуванням компенсації реактивної потужності.

При виборі кількості і потужності цехових трансформаторів одночасно повинно вирішуватись питання про економічно-доцільну величину реактивної потужності, що передається через трансформатори в мережу до 1кВ.

Вибір типу, потужності, місця установки, режиму роботи компенсуючого пристрою повинен забезпечувати при дотриманні технічних вимог найбільшу економічність, критерієм якої є мінімум приведених затрат. При визначенні величини приведених затрат враховують витрати на установку компенсуючих пристроїв і допоміжного обладнання, зниження вартості обладнання трансформаторних підстанцій і вартості спорудження живлячої та розподільчої мережі, яке обумовлене зменшенням струмових навантажень, зниження втрат електроенергії в живлячій та розподільчій мережі внаслідок зменшення струмових навантажень засобами компенсації.

Сумарне розрахункове навантаження низьковольтних батарей конденсаторів (НБК) визначаємо за мінімумом приведених затрат, вибором економічно оптимальної кількості трансформаторів цехових трансформаторних підстанцій, а також визначенням допоміжних потужностей низьковольтних батарей конденсаторів з метою оптимального зниження втрат в трансформаторах і в мережі 10 кВ підприємства.

Сумарна розрахункова потужність НБК:

, (1)

де – сумарні потужності батарей, кВАр.

Сумарна потужність НБК розподіляється між окремими трансформаторами цехів пропорційно до їх активних і реактивних навантажень.

Для кожної технологічно сконцентрованої групи цехових трансформаторів однакової потужності їх кількість мінімально необхідна для живлення найбільшого розрахункового навантаження:

, (2)

де – середнє сумарне розрахункове активне навантаження за найбільш завантажену зміну, кВт;

– коефіцієнт завантаження; – номінальна потужність трансформатора, кВА;

– добавка до найближчого цілого числа.

Оптимальна кількість трансформаторів: ,

де – додаткова кількість трансформаторів.

визначається питомими витратами на передачу реактивної потужності з врахуванням постійних складових капітальних затрат.

визначається в залежності від ( ).

За вибраною кількістю трансформаторів визначаємо найбільшу реактивну потужність (кВАр), яку вигідно передати через трансформатори в мережу до 1 кВ:

. (3)

Сумарна потужність конденсаторних батарей на напругу до 1 кВ:

, (4)

де – сумарне розрахункове реактивне навантаження за найбільш завантажену зміну.

Якщо з’ясується, що , то установка НБК не потрібна і приймаємо рівним нулю.

Додаткова сумарна потужність НБК для даної групи трансформаторів визначається за формулою:

, (5)

де – розрахунковий коефіцієнт, який залежить від розрахункових параметрів і та схеми живлення трансформаторних підстанцій.

Якщо в розрахунках виявиться, що то для даної групи трансформаторів реактивна потужність приймається рівною нулю.

Потужність трансформатора вибираємо за питомою густиною навантаження, яку визначаємо за наступною формулою:

. (6)

де – розрахункове навантаження об’єкту, кВА;

– площа об’єкту, м².

При густині навантаження напругою 380 В до 0,2 кВА/м² доцільно застосовувати трансформатори потужністю до 1000 кВА включно; при густині 0,2-0,3 кВА/м² – потужністю 1600 кВА. При густині вище 0,3 кВА/м² доцільно застосовувати трансформатори потужністю 1600 кВА або 2500 кВА (§4.5, [1]).

Вибір числа і потужності трансформаторів цехових підстанцій будемо здійснювати одночасно з проведенням розрахунку економічно доцільної величини установок статичних конденсаторів в мережах 0,4 кВ. Критерієм оптимальної економічності варіанту є мінімум приведених затрат:

, (7)

де – нормативний коефіцієнт ефективності капіталовкладень;

– одноразові капіталовкладення, тис. грн;

– щорічні поточні затрати при нормальній експлуатації, тис. грн в рік;

– коефіцієнти відрахування відповідно на амортизацію і поточний ремонт в долях одиниці.

– сумарний коефіцієнт відрахувань від капіталовкладень в долях одиниці.

Вартість втрат електричної енергії визначимо за наступною формулою:

, (8)

де – вартість 1 кВт електричної енергії;

– втрати неробочого режиму, кВт;

– максимальні втрати активної потужності, кВт;

– загальний час роботи обладнання згідно для однозмінного виробництва =2000; для двозмінного – =4000; для тризмінного – =6000; для неперервного – =8700;

– число годин використання максимуму втрат ( год/рік).

, (9)

де – число годин використання максимуму навантаження підприємства.

Сумарні приведені затрати:

, (10)

де приведені затрати на встановлення ККУ:

, (11)

де – питома вартість ККУ;

– питомі втрати в ККУ.

Після вибору кількості і потужності трансформаторів на двотрансформатор-них підстанціях здійснюємо перевірку на перевантажувальну здатність трансформа-тора в аварійному режимі з врахуванням можливого відключення споживачів ІІІ категорії

. (12)