2.2.6 Компенсация реактивной мощности.

Одним из основных вопросов решаемых при проектировании систем электроснабжения, является компенсация реактивной мощности. Передача реактивной мощности нерациональна по следующим причинам: возникают дополнительные потери активной мощности и энергии во всех элементах системы электроснабжения, обусловленные загрузкой их реактивной мощностью, и дополнительные потери напряжения в питающих сетях.

Поэтому необходимо принимать меры по снижению реактивной мощности такие как: конденсаторные батареи (КБ), синхронные двигатели (СД) и синхронные компенсаторы.

Определяем cosφ РМЦ на стороне 0.4кВ без компенсации.

cosφ=∑Р_мах/S_мах.

cosφ=270.64/342.2=0.8<(0.9-0.95) =˃ требуется искусственная компенсация реактивной мощности (Шеховцов стр. 33).

Определим не скомпенсированную реактивную нагрузку в сетях 0.4кВ:

_{нн кб}=0.9*Р_мах(tgφ_мах-tgφ_эф) где tgφ_эф задаётся энергосистемой =(0.32 - 0.34).

_{нн кб}=0.9*270.64(0.73-0.33)=0.9*270.64*0.4=97.43кВАР. Для компенсации выбираем установку УКРМ-0.4-105-7.5У3(ООО ЭнергоЗапад).

УКРМ- установка компенсации реактивной мощности; 0.4-номинальное напряжение; 105-номинальная мощность; 7.5-шаг регулирования; У3-климатическое исполнение; ip-31-55.

Рассчитываем S_мах после компенсации S_мах´ = ²

S_мах´= = =290.08кВА.

Рассчитываем cosφ после компенсации: cosφ_мах´=Р_мах/S_мах´

cosφ_мах´=270.64/290.08=0.93.˃0.9=˃ условие выполняется (Шеховцов стр. 33).

Рассчитываем ток по РМЦ на стороне 0.4кВ после компенсации.

I_мах=S_мах / *U

I_мах=290.08/1.73*0.38=290.08/0.66=439.5А

2.2.7 Выбор трансформатора

S_тр.=S_мах´/(n*β_т) где β_т- коэффициент загрузки трансформатора=0.9-0.95 (Коновалова стр. 281); и n- количество трансформаторов.

S_тр.=290.08/(1*0.95)=305.3кВА. Выбираем тр-р мощностью 400кВА.

β_{факт.ном}=S_мах´/n*S_ном.тр.=290.08/1*400=0.73<0.93=˃ условие β_{факт. ном}≤cosφ_мах´ выполняется. Выбираем тр-р ТМ-400 10/0.4 трансформатор масляный трёхфазный с естественным охлаждением. U_вн=10кВ; U_нн=0.4кВ; U_кз=4.5%; I_хх=2.1%; потери хх=950Вт; потери КЗ=5.5кВт (http://uztt.ru).

Рассчитываем потери мощности в трансформаторе.

Р=2%*S_ном.тр.*n=0.02*400*1=8кВт. Q=10%* S_ном.тр.*n=0.1*400*1=40кВАР.

Выбираем одно трансформаторную комплектную трансформаторную подстанцию киоскового типа для внутренней установки (КТП 400-10/0.4). Поставляется в собранном или полностью подготовленном для сборки виде. Состоит из вводного устройства высокого напряжения, силового трансформатора и распределительного устройства низкого напряжения (http://powertransformer.tiu.ru).

2.3 Расчёт и выбор элементов системы эсн.

2.3.1 Выбор аппаратов защиты.

Выбираем вводной аппарат на стороне 10кВ выключатель нагрузки с предохранителями и устройством отключения при срабатывании одного из предохранителей: ВНП 17-10/400 (http://forca.ru).

Рассчитаем предохранитель для стороны 10кВ: I_н.тр.=S_н.тр./(√3*U_н.)= =400/(1.73*10)=400/17.3=23.12. Выбираем предохранитель ПКТ 102-10 на 31.5А.

Для РУНН выбираем автоматические выключатели серии ВА 51 с тепловым и электромагнитным расцепителями на отходящих линиях и серии ВА 52 с повышенной коммутационной способностью на вводе с тр-ра.

Для СП-1: находим пиковый ток I_пик.=I_{пуск.мах.}+(I_р.- К_и*I_н.мах.) где I_{пуск.мах}- максимальный пусковой ток ЭП в группе; I_р- расчётный ток группы; I_н.мах.- максимальный расчётный ток ЭП в группе; К_и- коэффициент использования группы (применяется если в группе больше 5 ЭП).

I_пик.=216+(103.3-0.31*28.8)=216+94.4=310.4А

Находим ток электромагнитного расцепителя

I_э.р.≥1.25*I_пик.

I_э.р.≥1.25*310.4≥388А

Находим ток теплового рсцепителя

I_т.р.≥1.1*I_р

I_т.р.≥1.1*103.3≥113.63А

Выбираем автомат ВА 51-31 I_н=100А; I_т.р.=120А; I_э.р.=400А.

Для СП-2: находим пиковый ток I_пик.=I_{пуск.мах.}+(I_р.-К_и.*I_н.мах.) где I_{пуск.мах}- максимальный пусковой ток ЭП в группе; I_р- расчётный ток группы; I_н.мах.- максимальный расчётный ток ЭП в группе; К_и- коэффициент использования группы (применяется если в группе больше 5 ЭП).

I_пик.=750+(222-0.63*61)=750+183.57=933.57А

Находим ток электромагнитного расцепителя I_э.р.≥1.25*I_пик.

I_э.р.≥1.25*933.57≥1167А

Находим ток теплового рсцепителя I_т.р.≥1.1*I_р I_т.р.≥1.1*222≥244А

Выбираем автомат ВА 51-35 I_н=250А; I_т.р.=250А; I_э.р.=1200А.

Для СП-3: находим пиковый ток I_пик.=I_{пуск.мах.}+(I_р.-К_и.*I_н.мах.) где I_{пуск.мах}- максимальный пусковой ток ЭП в группе; I_р- расчётный ток группы; I_н.мах.- максимальный расчётный ток ЭП в группе; К_и- коэффициент использования группы (применяется если в группе больше 5 ЭП).

I_пик.=216+(84.79-0.13*28.8)=216+81=297А

Находим ток электромагнитного расцепителя I_э.р.≥1.25*I_пик.

I_э.р.≥1.25*297≥371.25А

Находим ток теплового рсцепителя I_т.р.≥1.1*I_р I_т.р.≥1.1*84.79≥93.3А

Выбираем автомат ВА 51-31 I_н=100А; I_т.р.=100А; I_э.р.=400А .

Для СП-4: находим пиковый ток I_пик.=I_{пуск.мах.}+(I_р.-К_и.*I_н.мах.) где I_{пуск.мах}- максимальный пусковой ток ЭП в группе; I_р- расчётный ток группы; I_н.мах.- максимальный расчётный ток ЭП в группе; К_и- коэффициент использования группы (применяется если в группе больше 5 ЭП).

I_пик.=158.25+(59.71-0.14*21.1)=158.25+56.76=215А

Находим ток электромагнитного расцепителя I_э.р.≥1.25*I_пик.

I_э.р.≥1.25*215≥268.75А

Находим ток теплового рсцепителя I_т.р.≥1.1*I_р I_т.р.≥1.1*59.71≥65.7А

Выбираем автомат ВА 51-31 I_н=100А; I_т.р.=67.5А; I_э.р.=280А.

Выбираем автомат для УКРМ:

Находим номинальный ток УКРМ I_н=Q_н/√3*U_н=105/0.7=150А

Находим ток теплового рсцепителя I_т.р.≥1.1*I_н I_т.р.≥1.1*150≥165А

Находим ток электромагнитного расцепителя I_э.р.≥1.3*I_н. I_э.р.≥1.3*150≥195А

Выбираем автомат ВА 51-33 I_н=160А; I_т.р.=200А; I_э.р.=800А.

Выбираем вводной автомат тр-ра: находим пиковый ток

I_пик.=I_{пуск.мах.}+I_н.укрм+(I_р.-К_и.*I_н.мах.) где I_{пуск.мах}- максимальный пусковой ток ЭП в РМЦ; I_р- расчётный ток РМЦ; I_н.мах.- максимальный расчётный ток ЭП в РМЦ; I_н.укрм- номинальный ток УКРМ; К_и- коэффициент использования РМЦ (применяется если в группе больше 5 ЭП).

I_пик.=750+150+(439.5-0.33*100)=900+406.5=1306.5А

Находим ток электромагнитного расцепителя I_э.р.≥1.25*I_пик.

I_э.р.≥1.25*1306.5≥1633.1А

Находим ток теплового рсцепителя I_т.р.≥1.1*(I_р+I_н.укрм)

I_т.р.≥1.1*(439.5+150)≥648.5А

Выбираем автомат ВА 52-39 I_н=630А; I_т.р.=787.5А; I_э.р.=2500А.

Выбранные коммутационные аппараты заносим в таблицу 2.5.

Таблица 2.5.

линия	линия		Iном. теплового расцепителя			Iном. Эл.магнитного расцепителя			Тип автомата
	Iн. А	Iпик. А		Iрасч. А	Iт.р. А		Iрасч. А	Iэ.р. А
КТП-СП-1	103.3	310.4		113.63	120		388	400		ВА 51-31 100А
КТП-СП-2	222	933.75		244	250		1167	1200		ВА 51-35 250А
КТП-СП-3	84.79	297		93.3	100		371.25	400		ВА 51-31 100А
КТП-СП-4	59.71	215		65.7	67.5		268.75	280		ВА 51-31 100А
КТП-УКРМ	150	150		165	200		195	800		ВА 51-33 160А
Тр-р - РУНН	439.5	1306.5		648.5	787.5		1633.1	2500		ВА 52-39 630А

Плавкие вставки выбранные при расчёте силовых пунктов заносим в таблицу 2.6

Таблица 2.6.

линия	Iн А	Iп А	a	предохранитель
				тип	Iн А	Iп.в. А
СП-1 - токарный автомат(3 группы)	28.8	216	2.5	ПН-2	100	100
СП-1 - зубофрезерный станок(3 группы)	28.8	216	2.5	ПН-2	100	100
СП-1 - круглошлифовальные станки(1 группа)	8.1*3= 24.3	60.75	2.5	НПН-2	63	31.5
СП-2 - сварочный агрегат(3 группы по 1)	21.1	158.25	1.6	ПН-2	250	100
СП-2 - вентилятор (2 группы по 1)	2х100	750	2.5	ПН-2	400	315
СП-2 - кран мостовой	69.3	69.3	1.6	ПН-2	100	80
СП-3 - строгальные станки(1 группа из 3 )	28.8*3	216	2.5	ПН-2	250	100
СП-3 - фрезерные станки(1 группа из 4)	21.1*4	158.25	2.5	ПН-2	250	125
СП-3 - расточные станки(1 группа из 3)	28.8*3	216	2.5	ПН-2	250	125
СП-3 - кран мостовой	69.3	69.3	1.6	ПН-2	100	80
СП-4 - однофазный заточный станок(ф-А)	10.7	80.25	2.5	ПН-2	100	40
СП-4 - однофазный заточный станок(ф-В)	10.7	80.25	2.5	ПН-2	100	40
СП-4 - однофазный заточный станок(ф-С)	10.7	80.25	2.5	ПН-2	100	40
СП-4 - однофазный сверлильн станок(ф-А)	14	105	2.5	ПН-2	100	50
СП-4 - однофазный сверлильн станок(ф-С)	14	105	2.5	ПН-2	100	50
СП-4 - токарный станок(2 группы по 3)	2х(21.1*3)	158.25	2.5	ПН-2	100	100
СП-4 - плоскошлифовальные станки(1 группа)	21.1	158.25	2.5	ПН-2	100	80