4. Выбор количества и мощности силовых трансформаторов

В состав оборудования производственного цеха входят электро- потребители 1 группы категории бесперебойности электро - снабжения, то количество необходимых трансформаторов выбираем n =2.

4.1. Определяем номинальную мощность трансформатора:

к_з - коэффициент загрузки трансформатора. Принимаем его таким образом, чтобы трансформатор имел необходимый запас мощности в случаи аварийного режима работы. Принимаем к₃ = 0,7 по [1];

4.2.Выбор силовых трансформаторов:

Из справочника [1, стр. 248] выбираем два варианта силовых трансформаторов ближайшей, большей и меньшей мощности к рассчитанной S_нт.

Таблица 4. Технические характеристики трансформаторов.

Марка	Напряжение, кВ	Мощность, кВА	Потери, кВт			Iх, %		Uк, %
			ХХ	КЗ
ТС3С-1000/10	10	1000	3	12	1,5		5,5
ТС3С-630/10	10	630	2	8,5	2		8

4.3. Проверка выбранного трансформатора ТС3С-1000/10

4.3.1 Определим реактивную мощность трансформатора:

;

В связи с тем, что реактивная мощность трансформатора больше, чем расчетная реактивная мощность производственного цеха, следовательно, компенсирующих устройств не требуется.

4.3.2 Проверим коэффициент загрузки трансформатора:

Данный трансформатор не подходит по причине слишком низкого коэффициента загрузки.

4.4. Проверка выбранного трансформатора типа ТС3С-630/10

4.4.1.Определим реактивную мощность трансформатора:

4.4.2.Определим необходимую мощность компенсирующего устройства:

В связи с тем, что реактивная мощность трансформатора меньше на 138,36 квар, чем расчетная реактивная мощность производственного цеха, следовательно, требуются компенсирующие устройства. Выбираем 3 компенсирующих устройства КЭ2-0,38-50-2У3 мощностью по 50 квар.

Таблица 5. Технические характеристики компенсирующих устройств.

Марка	Напряжение, кВ	Мощность, квар	Номинальная ёмкость, мкФ	Высота конденсатора, мм	Масса, кг
КЭ2-0,38-50-2У3	0,38	50	1102	480	53

4.4.3 Проверим Кз после компенсации мощности:

;

По полученным результатам расчета возможности использования представленных вариантов трансформаторов по коэффициенту загрузки, можно сделать следующий вывод, что при к_з 0,694 для ТС3С-630/10 его эксплуатация экономически эффективна.

5. Разработка схемы электроснабжения

В данной схеме электроснабжения производственного цеха используем, для электроснабжения, два трансформатора с коэффициентом загрузки 0,7 (70%) от номинальной мощности трансформатора, по условию обеспечения надежности электроснабжения потребителей I категории. Для надежного обеспечения электроснабжения потребителей I категории, электрическая схема должна включать: два независимых источника питания на две линии питания; два трансформатора с запасом по мощности, подключенным к независимым источникам питания. По условиям надежности электроснабжения потребителей I категории, для которых перерыв в электроснабжении допускается на время автоматического переключения на резервное питание, в схеме, между двумя секциями шин питания устанавливаем АВР (автоматический ввод резерва). Назначение АВР состоит в том, чтобы при авариях, когда по тем или иным причинам исчезает напряжение на одной системе (секции) сборных шин, опознать сложившуюся аварийную ситуацию и автоматически восстановить электроснабжение потребителей от резервного источника питания. Для электроснабжения данной схемы, используем радиальную схему питания от трансформаторов на прямую. Преимуществом данной схемы является: независимость работы потребителей, наименьшая протяженность. Недостатком такого способа питания является: большее количество выключателей, большая металлоемкость цветного металла. Способ прокладки линии – воздушная.

Использование компенсирующих устройств в схеме необходимо, по условию работы трансформаторов. Располагать данные компенсирующие устройства буден на секции шины, где наибольшая реактивная мощность.

Для оперативного управления потребителями, обеспечения требуемых функций технологического оборудования и повышения надежности работы СН в схеме электроснабжения предусматривают коммутационные устройства: выключатели (ВН, СН), контакторы и магнитные пускатели (о,4 кВ). Их устанавливают из соображений целесообразности в необходимых узлах схемы электроснабжения. Одна из важнейших функций коммутационных устройств – защитная. Для защиты можно выбирать устройства разового действия (предохранители) и многократного (автоматические выключатели). Различают перегрузку и короткое замыкание. Для защиты от КЗ используют предохранители и электромагнитные расщепители.

Для равномерного распределения мощности по секциям шин, необходимо разделить потребителей производственного цеха так, чтобы мощности на обеих ветвях питания были примерно равными.

5.1. Распределения потребителей по нагрузке на две ветви питания:

Таблица 6. Распределение потребителей.

Шина А1			Шина А2
Потребитель	Ррас кВт	Потребитель		Ррас кВт
2. Ножницы	17,64	1. Станки		53,0
4. Печь	346,8	3. Пресс		121,705
		5. Тр-р сварочный		9,217
		6. Исп-й стенд		39,667
		7. Насос водяной I		66,74
		8. Кран мостовой II		5,114
		9. Вентилятор		20,923
		10. Освещение		72,06
Общая мощность А1	364,44	Общая мощность А2		356,7
Нагрузка шины, %	50,54	Нагрузка шины, %		49,46

5.2. Схема электроснабжения

По расчетным данным, распределению потребителей на секции, условиям электроснабжения потребителей I категории составляем схемы электроснабжения (Рис.1).

Таблица 7. Перечень элементов схемы электроснабжения.

№ п/п	Обозначение	Оборудование	Количество, шт
1	Т1, Т2	Силовые трансформаторы ТС3С-630/10	2
2	W1,W2	Питающие кабельные линии	2
3	QF1, QF5	Автоматические выключатели КУ	2
4	QF3	Секционный выключатель с АВР	1
5	QF2, QF4	Автоматические секционные выключатели	2
6	А1, А2	Секции сборных шин РУ – 0,4 кВ	2
7	А3, А4	Секция сборных шин основного и аварийного освещения	1
8	QF6-QF32	Автоматические выключатели	27
9	КМ1-КМ23	Коммутаторы, магнитные пускатели	23
10	W3-W29	Питающие проводные линии	27
11	М1-4	Ножницы (потребитель 2)	4
12	1, 2	Печь (Потребитель 4)	2
13	М4-6	Пресс (Потребитель 3)	3
14	М7	Кран мостовой II (Потребитель 8)	1
15	М8-11	Испытательный стенд (Потребитель 6)	4
16	М12-14	Станки (Потребитель 1)	3
17	М15-17	Насос водяной II (Потребитель 7)	3
18	3, 4	Трансформатор сварочный (Потребитель 5)	2
19	М18-21	Вентилятор (Потребитель 9)	4
20	ЩО1, ЩО2	Щит основного и аварийного освещения (Потребитель 10)	2
21	КУ	Компенсирующие устройства	3