4.3 Выбор схемы внешнего электроснабжения цеха

Если нагрузки небольших цехов составляют десятки или сотни кВА, то вопрос о технико-экономической целесообразности питания на напряжении до 1000 В от трансформатора соседней подстанции решается с учетом следующего примерного соотношения

,

где – расстояние от центра нагрузок цеха до соседней подстанции (определяется по генплану предприятия с учетом масштаба), м;

S – нагрузка цеха, кВА;

– экономически целесообразное расстояние передачи мощности S, м.

Выбор осуществляется из двух возможных вариантов схемы внешнего электроснабжения цеха:

1) на напряжении 6 (10) кВ от главной понизительной подстанции предприятия с устройством трансформаторной подстанции 6 (10) / 0,4 кВ;

2) на напряжении 0,4 кВ от трансформаторной подстанции соседнего цеха (группы цехов) с установкой вводно-распределительного устройства.

Рисунок 4.2 – План ремонтно-механического цеха.

Кроме того, в случае выбора первого варианта схемы электроснабжения, необходимо решить вопрос о месте расположения цеховой трансформаторной подстанции (встроенной в здание цеха, пристроенной к наружной стене цеха, отдельно стоящей) – как можно ближе к условному центру электрических нагрузок цеха.

5 Выбор числа и мощности силовых трансформаторов цтп

Для выполнения данного раздела расчетного задания студент должен изучить следующие вопросы: цеховые трансформаторные подстанции (ЦТП); схемы ЦТП и их основные типы (встроенные, пристроенные, отдельностоящие); комплектные трансформаторные подстанции; особенности установки подстанций в различных отраслях производства.

5.1 Определение числа силовых трансформаторов

Число цеховых трансформаторов N_T определяется, исходя из выводов п. 2.2, в том числе с учетом категории потребителей и особенностей распределения нагрузки [14].

5.2 Расчет мощности силовых трансформаторов с учетом компенсации реактивных нагрузок

Необходимо определить мощность цеховых трансформаторов, учитывая, что типовые мощности стандартной шкалы трансформаторов выбираются в зависимости от удельной нагрузки на единицу площади [14].

При выборе числа и мощности цеховых трансформаторов одновременно должен решаться вопрос об экономически целесообразной величине реактивной мощности, передаваемой через трансформаторы в сеть напряжением до 1 кВ.

Компенсация реактивной мощности на напряжении 0,4 кВ, как правило, приводит к снижению номинальной мощности трансформатора. Выбор номинальной мощности силового трансформатора при условии полной компенсации осуществляется по формуле

, [кВА],

где К_З – коэффициент загрузки трансформатора (для потребителей III категории надежности К_З = 0,9) [1].

В результате расчета в качестве номинальной мощности силового трансформатора принимается ближайшая большая относительно полученного значения стандартная величина.

Цеховые трансформаторы имеют следующие номинальные мощности: 100, 160, 250, 400, 630, 1000, 1600, 2500 кВА.

Таким образом, наибольшая реактивная мощность, которую целесообразно передавать через трансформатор в сеть 0,4 кВ определяется по выражению

, [квар],

где – окончательно принятая номинальная мощность трансформатора.

Суммарная мощность низковольтных конденсаторных батарей рассчитывается по формуле

Q_ку = Q_р – Q_{max, т} .

Окончательно принимается установка конденсаторных батарей мощностью, ближайшей большей относительно значения Q_ку / N_T.

Кроме того, суммарную расчетную мощность конденсаторных батарей низшего напряжения (НБК), устанавливаемых в цеховой сети, можно определить расчетами по минимуму приведенных затрат в два этапа:

1. выбирают экономически оптимальное число цеховых трансформаторов;

2. определяют дополнительную мощность конденсаторных батарей низшего напряжения в целях оптимального снижения потерь в трансформаторах и в сети напряжением 6-10 кВ предприятия.

Суммарная расчетная мощность конденсаторных батарей низшего напряжения составит

где и – суммарные мощности конденсаторных батарей низшего напряжения, определенные на двух указанных выше этапах расчета.

Найденная реактивная мощность распределяется между трансформаторами цеха пропорционально их реактивным нагрузкам. Рассмотрим на примере.

Выбор оптимального числа цеховых трансформаторов.

Минимальное число цеховых трансформаторов одинаковой мощности предназначенных для питания технологически связанных нагрузок, определяется по формуле

где – средняя активная мощность технологически связанных нагрузок за наиболее загруженную смену (принимается равной расчетной мощности, полученной в п. 4.1); – рекомендуемый коэффициент загрузки трансформатора; – добавка до ближайшего целого числа.

Экономически оптимальное число трансформаторов

где m – дополнительно установленные трансформаторы.

,

.

Наибольшую реактивную мощность, которую целесообразно передать через трансформаторы в сеть напряжением до 1 кВ, определяют по формуле

квар.

Суммарная мощность конденсаторных батарей на напряжение до 1 кВ составит

квар,

где – суммарная средняя реактивная мощность за наиболее загруженную смену на напряжение до 1 кВ (принимается равной расчетной мощности, полученной в п. 4.1).

Если в расчетах окажется, что то установка батарей конденсаторов при выборе оптимального числа трансформаторов не требуется (составляющая будет равна нулю).

Выбор мощности конденсаторных батарей для снижения потерь мощности в трансформаторах. Дополнительная мощность конденсаторных батарей низшего напряжения для данной группы трансформаторов определяется по формуле

где – расчетный коэффициент, зависящий от расчетных параметров и и схемы питания цеховой ТП.

Если в расчетах окажется, что , то для данной группы трансформаторов реактивная мощность принимается равной нулю.