4. Расчет электрических нагрузок и выбор оборудования

4.1 Выбор трансформатора для компрессорной станции

Для питания элеткро двигателей компрессоров необходимо напряжение 6 кВ, но в нашем случаи приходящие напряжение на компрессорную станцию 110 кВ по этому необходимо принять понижающий трансформатор 110/6 кВ.

4.1.2 Выбор типа трансформатора

Таблица 7 – характеристики компрессорной станции

Показатель	Значение
Мощность двигателя компрессора, Р	630 кВТ
Напряжение подаваемое на двигатель, U	6 кВ
Коэффициент спроса, К	0,95
cos	0,8
tg	0,95

4.1.2.1 Определение активной мощности компрессорной станции

Принято 2 компрессора значит активная мощность равна:

Р = Р 2 К

Р =630 2 0,95=1197 кВт

4.1.2.2 Определение реактивной мощности компрессорной станции

кВар

4.1.2.3 Определение полной мощности компрессорной станции

кВА

Таблица 8 – Расчетные характеристики компрессорной станции

Наименование группы электроприемнмников	кол-во	Суммарная мощьность	К	cos	tg	Расчетные нагрузки
Компрессорная станция	2	1260	0,95	0,8	0,95	1197	1137,15	1651,04

Принимаем трансформатор ТМН – 2500 / 110, т.к. =1651,04 , а также потому что нам необходимо к нему подключить трансформатор освещения, а так же, трансформатор для нужд компрессорной подстанции

Таблица 9 – Характеристики трансформатора ТМН – 2500 / 110

Тип трансформатора	номинальная мощность кВА	Напряжение обмоток U. кВ		Потери Р, кВТ			Напряжение к.з., ,% Q		Ток холостого хода, ,% Q
		ВН	НН		х.х	к.з.
ТМН-2500/110	2500	110	6		6,5	22		10,5		1,5

4.1.2.4 Потери в трансформаторе

Находим коэффициент загрузки:

Потери активной мощности составят:

кВТ

Потери реактивной мощности составят:

%

%

кВар

С учётом потерь в трансформаторе его активной и реактивной мощности полная расчётная нагрузка трансформатора составит:

кВА

На основании расчета потерь устанавливаем, что данный трансформатор нам подходит, и к нему можно будет подключить трансформатор осветительной сети и трансформатор для нужд компрессорной станции.

4.2 Расчет кабелей

4.2.1 Кабель от трансформатора № 1 (ТМН – 2500/110) до шины № 1

кВА

4.2.1.2 Расчетный ток в кабеле

- номинальное напряжение в кабеле (напряжение двигателя),

= 162 А

Примем медный кабель ( s=50 мм; I =200 А)

4.2.1.3 Проверка выбранного кабеля

4.2.1.3.1 Проверка по длительно допустимому току

I

162 200

4.2.1.3.2 Проверка потере напряжения

- удельное сопротивление материала проводника,

- длина кабеля, м

%

По ПУЭ U 5%

4.2.1.3.3.1 Проверка по предельно допустимому к.з. в кабеле

- поправочный коэффицент на предельно допустимый ток к.з.

с – коэффициент, учитывающий конечную температуру нагрева жил при к.з. (с = 129 А )

s – сечение жилы, мм

- приведенное время отключения, с

k

- коэффициент, зависящий от допустимой температуры нагрева жил кабеля ( = 0,005 )

- длительно допустимая температура нагрева жил кабеля,

- температура окружающей среды,

- предварительная нагрузка кабеля

=

=

Поправочный коэффициент на предельно допустимый ток к.з.:

k

Предельно допустимое к.з. в кабеле:

A

4.2.1.3.3.2 поверка по предельно выбранному сечению

(S S )

S =

C – коэффициент учитывающий напряжение в линии (С=165)

S = = 41,8 мм

Выбранный кабель от трансформатора ТМН – 2500/110 до шины удовлетворяет всем условиям проверки.

4.2.2 Кабель от шины № 1 до компрессора №1

В шине № 1 ток делится, по параллельному соединению, в отходящих от шины кабелях, а т.к. в проекте принято 3 кабеля отходящих от шины № 1, то ток делится на 3.

Ток в кабеле равен 162 амперам, значит:

А

Примем медный кабель ( s = 10мм; I =200 А )

4.2.2.1 Проверка выбранного кабеля

4.2.2.1.1 Проверка по длительно допустимому току

I

60 80

4.2.2.1.2 Проверка потере напряжения

- удельное сопротивление материала проводника,

- длинна кабеля, м ( =50м)

%

По ПУЭ U 5%

4.2.2.1.3 Проверка по предельно допустимому к.з. в кабеле

- поправочный коэффицент на предельно допустимый ток к.з.

с – коэффициент, учитывающий конечную температуру нагрева жил при к.з. (с = 129 А )

s – сечение жилы, мм

- приведенное время отключения, с

k

- коэффициент, зависящий от допустимой температуры нагрева жил кабеля ( = 0,005 )

- длительно допустимая температура нагрева жил кабеля,

- температура окружающей среды,

- предварительная нагрузка кабеля

=

=

Поправочный коэффициент на предельно допустимый ток к.з.:

k

Предельно допустимое к.з. в кабеле:

A

4.2.2.1.4 Выбор и поверка по предельно допустимому току к.з.

(S S )

S =

C – коэффициент учитывающий напряжение в линии (С=165)

S = = 8,745 мм

Выбранный кабель кабель от шины № 1 до компрессора № 1 удовлетворяет всем условиям проверки.

4.2.3 Кабель от шины № 1 до компрессора № 2

Кабель от шины № 1 до компрессора № 2 такой же как от шины № 1 до компрессора № 1, т.к. компрессоры одинаковые. ( А; )

4.2.4 Кабель от шины № 1 до трансформатора 2

Примем расстояние от шины до трансформатора 50 метров, тогда кабель будет тот же, что и от кабель от шины № 1 до компрессора № 1. ( А; )

4.2.5 Кабель от трансформатора 2 до шины 2

Расчетные значения показывают, что А;

4.2.6 От шины 2 до трансформатора освещения

Расчетные значения показывают, что А;

4.2.7 От трансформатора освещения

Расчетные значения показывают, что А;

4.3 Выбор пускорегулирующей аппаратуры

Компрессоры 4М10 – 100/8 поставляются с завода с асинхронными двигателями (СДК–17-26-12К.)

Синхронные двигатели имеют по сравнению с асинхронными большое преимущество, заключающееся в том, что благодаря возбуждению постоянным током они могут работать с cos =1 и не потребляют при этом реактивной мощности из сети, а при работе с перевозбуждением даже отдают реактивную мощность в сеть. В результате улучшается коэффициент мощности сети и уменьшаются падение напряжения и потери в ней, а также повышается коэффициент мощности генераторов, работающих на электростанциях.

Максимальный момент синхронного двигателя пропорционален U, a у асинхронного двигателя U².

Поэтому при понижении напряжения синхронный двигатель сохраняет большую нагрузочную способность. Кроме того, использование возможности увеличения тока возбуждения синхронных двигателей позволяет увеличивать их надежность работы при аварийных понижениях напряжения в сети и улучшать в этих случаях условия работы энергосистемы в целом. Вследствие большей величины воздушного зазора добавочные потери в стали и в клетке ротора синхронных двигателей меньше, чем у асинхронных, благодаря чему к. п. д. синхронных двигателей обычно выше.

С другой стороны, конструкция синхронных двигателей сложнее, чем короткозамкнутых асинхронных двигателей, и, кроме того, синхронные двигатели должны иметь возбудитель или иное устройство для питания обмотки возбуждения постоянным током.

В синхронных двигателях СДК–17-26-12К. применяют щеточные системы возбуждения, поставляемые вместе с двигателями (ток в обмотке возбуждения необходим постоянный, его получают из трехфазного с помощью тиристорного преобразователя напряжения)