2. Расчет и выбор компенсирующего устройства

Компенсация реактивной мощности или повышение коэффициента мощности — Соsφ электроустановок промышленных предприятий имеет большое значение, и является общей проблемой повышения КПД работы систем электроснабжения и улучшения качества отпускаемой потребителям электроэнергии.

Коэффициент мощности характеризует степень качества использования мощности источника. Снижая потребления электроприемниками реактивной мощности, можно увеличить установленную мощность генераторов и трансформаторов. Увеличить пропускную способность системы электроснабжения, не увеличивая сечение кабелей, проводов и других токоведущих частей.

Поэтому для повышения коэффициента мощности — применяются естественные и искусственные мероприятия. К искусственным мероприятиям относится установка компенсирующего устройства.

Расчетную реактивную мощность КУ можно определить из соотношения:

;

где Q_k.p - расчетная мощность КУ;

- коэффициент, учитывающий повышение соs ( =0,93)_;;

tg - коэффициент реактивной мощности до компенсации (1,1);

tg - коэффициент реактивной мощности после компенсации(0,41);

Значение Р_р и tg берутся из сводной ведомости нагрузок.

= 222,47 (кВАр)

Выбираем 2 компенсирующих устройства мощностью 112,5 КВАр типа

УКМ 58 - 0,4 –112,5-37,5 УЗ

3. Расчет и выбор мощности трансформатора.

Число трансформаторов на подстанции определяется в зависимости от категории потребителей. Для потребителей 3 категории, требуется-1 независимый источник питания, Для 2 категории рекомендуется 2, но возможно питание и от одного.

Выбор мощности трансформатора производиться с учетом выбранного числа трансформаторов исходя из среднемесячной нагрузки с учетом допустимой перегрузки в нормальном и аварийном режимах.

Рассчитаем среднесменную мощность за смену по формуле:

Sр = √Рр² + Qсм²

Где: Рсм - сумма средней активной мощности, кВт

Qсм- сумма средней реактивной мощности, кВАр

Sсм = √320,67² + 131,8² =346,7 кВА

Вычислим расчётную мощность трансформатора с учётом коэффициента нормальной загрузки но формуле:

= ;

Где: n - количество трансформаторов

Кз — коэффициент загрузки

Кз = для 2 трансформаторов рекомендуется принимать Кз = 0,7-0,75

= = 231,1 кВА

Выбираем два трансформатора по справочнику, S = 250 кВА марка

ТМЗ -250/10/0.4 У1

Далее проверяем работу трансформатора в нормальном режиме и аварийном режимах работы.

В нормальном:

=

=

В аварийном режиме - когда один из трансформаторов вышел из строя. Согласно ПУЭ коэффициент перегрузки трансформаторов Кпер. определяется по формуле:

=

Где: S_н.тр — мощность выбранного трансформатора, кВА

Sм - полная мощность, кВА;

=

Выбранный трансформатор полностью удовлетворяет условиям работы в аварийном и нормальном режиме.

4. Расчет и выбор аппаратов защиты и проводника на 0,4кВ.

В настоящее время для защиты широко пользуются автоматическими выключателями: в цеховых распределительных устройствах, на ответвлениях от магистральных шинопроводов, а также в щитах трансформаторных подстанций.

Автоматические выключатели предназначены для автоматического размыкания цепи при перегрузках, кз, пониженных напряжениях, а также для редких отключений и включений. Рекомендуется применять выключатели серии ВА.

Для выбора автоматического выключателя определяем длительный ток электроприемника.

Одновременно с электроприемниками необходимо защищать от токов КЗ и перегрузок, питающие и распределительные линии, сечение которых выбраны по нагреву длительным током нагрузки.

Сечение проводника выбранного по нагреву проверяется на соответствие выбранному защитному аппарату, по условию

Для автомата =

При защите сетей, требующих обязательной защиты от перегрузок и коротких замыканий, К_защ = 1

На пример: Токарный станок, номинальная мощность 6,5 кВт. Подключенный к РП-3.

Рассчитаем для него номинальный ток по формуле:

=

Где: I_длит - ток длительной нагрузки,

Р_н - установленная активная мощность, кВт.

U_н - номинальное напряжение, кВ:

Соs(φ) — коэффициент мощности

Р_н = 6,5 кВт, U = 0.4 kB, Сos φ = 0.5

= = 22 A

Находим расчётный ток расцепителя автомата по формуле:

Для одного ЭП

Iрасч. = 1,25 * Iдлит.

Iрасч. = 1,25 * 22 = 27,5 А.

Опираясь на полученные данные расчетных токов, выбираем паспортное значение тока расцепителя из справочника.

Далее также из справочника выбираем автоматический выключатель по расчетному току расцепителя.

ВА–21-29-34 63\31,5

Выбираем провод по допустимому току. Так как

I_пасп. автомата = 31,5 А, то I_расч. провода = 31,5 А, следовательно I_пасп. провода = 39 А. Выбираем провод типа: