5 Выбор числа и мощность цеховых трансформаторов и компенсирующих устройств

Выбор числа и мощность силовых трансформаторов для цеховых трансформаторных подстанций промышленных предприятий должен быть технически и экономически обоснованным, так как он оказывает существенное влияние на рациональное построение схем промышленного электроснабжения. Для удобства эксплуатации систем электроснабжения следует стремиться выбирать не более двух стандартных мощностей. Это ведёт к сокращению складского резерва и облегчает замену повреждённых трансформаторов.

(25),

где, -полная мощность минимальная трансформатора

– расчётная мощность

-коэффициент загрузки трансформатора рекомендуемый

кВА

Выбираем 2 трансформатора по 630 кВА.

(26),

где, Q_т - реактивная мощность трансформаторов

S_{ном тр-р} – мощность трансформатора

Β_рек – коэффициент загрузки трансформатора

N – Количество трансформаторов

P_р – общецеховая расчётная мощность для трансформаторов

кВАр

Найдём общецеховую реактивную мощность по формуле:

(27)

где, - общецеховая реактивная мощность

– общая осветительная реактивная мощность

– общая силовая реактивная мощность

14,85+701,26=716,11 кВАр

Рассчитаем мощность компенсирующих устройств:

(28),

где, - минимально допустимая реактивная мощность компенсирующих устройств низкого напряжения

- общая силовая реактивная мощность

- реактивная мощность трансформаторов

Компенсация не требуется

(29),

где, – расчётный коэффициент использования трансформатора

– расчётная полная мощность трансформатора с учётом компенсации

– Номинальная мощность трансформатор

– кол-во трансформаторов

Расчёт потерь мощности в трансформаторе.

Паспортные данные трансформатора ТМ 630/10/0,4:

I_хх=2%, U_к=5,5%, _{=1,31 ,} =7,6

Рассчитываем потери активной мощности:

(30),

где, – потери активной мощности в трансформаторе

– потери активной мощности холостого хода (табличное значение)

– потери активной мощности короткого замыкания (табличное значение)

Рассчитываем потери реактивной мощности:

=I_хх/100*S_ном=2 /100*630=12,6 кВАр

=U_к/100*S_ном=5,5/100*630=34,65 кВАр

(31),

где, – потери реактивной мощности в трансформаторе

– потери холостого хода

– потери короткого замыкания

Найдём суммарные потери в двух трансформаторах:

=5,99*2=11,98 кВт

=31,77*2=63,54 кВАр

6 Расчёт сети высокого напряжения

Найдём расчётную активную мощность на стороне высокого напряжения по формуле:

(32),

где, – расчётная мощность трансформатора на стороне высокого напряжения

– расчётная активная мощность низкого напряжения

– потери активной мощности в трансформаторе

Найдём расчётную реактивную мощность на стороне высокого напряжения в трансформаторе по формуле:

(33),

где, - полная расчётная реактивная мощность

– общецеховая скомпенсированная реактивная мощность трансформатора

– Потери реактивной мощности в трансформаторе

(34),

где, – полная расчётная реактивная мощность

– расчётная мощность трансформатора на стороне высокого напряжения

Энергосистемой задан нормативный

где, – реактивная мощность на высшей стороне трансформатора

– расчётная активная мощность в трансформаторе на стороне высокого напряжения

- Объём необходимой компенсации на ГПП

Выбор высоковольтного оборудования.

Выбираем кабель по его экономичной плотности тока, а проверяем его по длительно допустимому току:

(35),

где, – экономичное сечение проводника

– Расчётный ток

– экономическая плотность тока (ПУЭ гл. 1.3)

Выбираем кабель ААШв (алюминий) 3х25 мм², I_дд=65 А, I_дд ≥I_р, 65≥31,56, следовательно кабель подходит.

Выбираем вакуумный выключатель:

ВВ-10-20/630, I_отк=20 кА, I_ном = 630 А (вакуумный выключатель напряжением 10 кВ, ток отключения 20 кА, ток номинальный 630 А).

Рассчитываем потери напряжения на линии и в трансформаторе.

Расстояние от ГПП до трансформатора 0,5 километра.

R_л = 620 мОм, X_л = 49,5 мОм

(36),

где, – потеря напряжения

– расчётная активная мощность на линии

– расчётная реактивная мощность на линии

– активное сопротивление линии

. – реактивное сопротивление в линии

– напряжение на ГПП

Рассчитываем потери напряжения в трансформаторе

Сопротивления трансформатора приведённые к стороне высокого напряжения: r₁=3437,5 мОм; x₁=10687,5 мОм.

Расчёт ведётся по формуле аналогичной (36):

Рассчитываем напряжение на РУНН:

(37),

где, - напряжение на РУНН, приведённая к стороне высокого напряжения.

– напряжение на ГПП

∆U – потери напряжения на линии

– потери напряжения в трансформаторе

Коэффициент трансформации K_тр = 25, из этого можно рассчитать какое выходное напряжение будет на РУНН:

(38),

где, - напряжение на РУНН приведенная к стороне высокого напряжения

– Напряжение на РУНН

– Коэффициент трансформации