3.2 Расчёт крм в сети 0,4 кВ и уточнение мощностей цеховых транс- форматоров

При выборе числа и мощности цеховых трансформаторов одновременно должен решаться вопрос об экономически целесообразной величине реактивной мощности, передаваемой через эти трансформаторы в сеть напряжением до 1000 В.

Большинство электрических устройств наряду с активной мощностью потребляют и реактивную мощность. Наличие реактивной мощности приводит к необходимости использовать трансформаторы большей мощности, кабели большим сечением, чем это нужно при активной нагрузке, кроме того, сокращается срок службы используемого оборудования, на 30-60% возрастают суммы платежа за потребляемую электроэнергию. Поэтому компенсация реактивной мощности на промышленных предприятиях является задачей необходимой и экономически оправданной.

Компенсацию реактивной мощности будем производить с помощью комплектных конденсаторных установок КРМ-0,4.

Конденсаторные установки серии КРМ, рассчитаны на напряжение 0,4кВ, предназначены для автоматического отслеживания изменений уровня реактивной мощности сети. Конденсаторные установки производят полную или частичную компенсацию реактивной мощности индуктивной нагрузки, используя подключение/отключение необходимого числа конденсаторных секций.

КРМ оснащенные автоматическим регулятором для компенсации реактивной мощности, помогают значительно (до 30%) сократить затраты на оплату электроэнергии, а так же снизить нагрузку и увеличить срок службы силовых трансформаторов и кабелей.

Каждая конденсаторная секция снабжена индивидуальной защитой и ограничением токов зарядки.

Суммарная расчетная мощность конденсаторных батарей в сети 0,4 кВ при числе цеховых трансформаторов более трех (в нашем случае это цех № 9) определяется по выражению (3.4):

(3.4)

где - мощность батарей по первому критерию;

- мощность батарей по второму критерию.

Первый критерий определяет, выгодно ли сократить число трансформаторов за счет увеличения степени компенсации реактивной мощности.

Второй критерий определяет выгодно ли увеличить мощность конденсаторных батарей для снижения потерь энергии в сети 6-10 кВ и трансформаторах.

Определим мощность КУ для цеха №9.

1.) По первому критерию минимальное число трансформаторов необходимое для питания расчетной нагрузки, определяется по выражению (3.5):

(3.5)

где - добавка до ближайшего целого числа.

Выражение (3.5) предполагает полную компенсацию реактивной мощности, однако при этом может получиться большая мощность .

2.) Определяем экономически оптимальное число трансформаторов по (3.6):

(3.6)

где m=0 – дополнительное число трансформаторов, определяемое по лит.[2].

3.) По выбранному количеству трансформаторов вычисляем наибольшую реактивную мощность, которую целесообразно передать через трансформаторы в сеть напряжением до 1000 В по выражению (3.7):

(3.7)

4.) Мощность конденсаторов по первому критерию вычисляется по (3.8):

(3.8)

5.) Дополнительная мощность конденсаторных батарей по второму критерию определяем по выражению (3.9):

(3.9)

Так как ,то дополнительную мощность конденсаторных батарей по второму критерию принимаем равную нулю.

Таким образом, суммарная расчетная мощность конденсаторных батарей в цехе №9 Q_нк =Q_нк1=1993,45 квар.

6.) Находим мощность конденсаторов, которую надо установить в сети 0,4 кВ одного трансформатора по выражению (3.10):

(3.10)

В качестве источников реактивной мощности выбираем 3 комплектные конденсаторные установки типа КРМ -0,4-675-67,5 У3 мощностью 675 квар с регулированием - 10ступеней по 67,5 квар.

7.) Уточняем расчетную реактивную нагрузку цехов с учетом компенсации реактивной мощности, по выражению (3.11):

(3.11)

Результаты расчетов сведём в таблицу 3.4.

В остальных цехах устанавливается по 2 трансформатора и КРМ считается по выражению (3.12):

(3.12)

где - расчетная активная нагрузка цеха или группы цехов, кВт;

- тангенс угла сдвига фаз до компенсации реактивной мощности, кото­рый определяется по формуле, о.е.;

- коэффициент мощности заданный системой ( о.е).

(3.13)

где - расчетная реактивная нагрузка цеха или группы цехов, кВт.

Определим мощность КУ для цеха № 1

квар

В качестве источников реактивной мощности выбираем 2 комплектные конденсаторные установки типа КРМ-0,4-300-30-У3 мощностью 300квар с регулированием-10 ступеней по 30 вар

Аналогично производим расчет для остальных цехов. Результаты расчетов сведём в таблицу 3.5, 3.6.

Таблица 3.4 – Результаты расчета компенсации реактивной мощности в сети 0,4 кВ при числе трансформаторов 3 и более

Наименование цеха	, кВт	, квар	, шт.	, шт.	, шт.	, квар	, квар		, квар
9.Сборочно-сварочный цех	2234,85	1773,4	3	0	3	874,9	1993,45	0,35	0

Таблица 3.5 – Результаты расчета компенсации реактивной мощности в сети 0,4 кВ

Наименование цеха	, кВт	, квар	tgi, о.е.	, квар
1 Механический цех №1	1091,99	961,61	0,88	623,09
2Механический цех №2	1172,97	913,86	0,78	550,24
3.Сборочно-производственный корпус №1	1442,13	1470,97	1,02	1023,91
4.Сборочно-производственный корпус №2	825,88	1054,00	1,28	797,98
5.Сборочно-производственный корпус №3	654,16	685,22	1,05	482,43
6.Сборочно-ппроизводственный корпус №4	1317,51	1627,42	1,24	1218,99
7.Компрессорная	560,20	349,85	0,62	176,19
8.Котельная	706,49	463,93	0,66	244,92
10.Литейный цех	926,95	884,50	0,95	597,15
12.Окрасочный цех+цех11,13,14,15	774,07	900,28	1,16	660,32

Таблица 3.6 – Выбор типа и мощности конденсаторных установок

№ цеха	, квар	Тип КУ	Количество, шт.	, квар	, квар
1	623,09	КРМ-0,4-300-30-У3	2	600	361,61
2	550,24	КРМ-0,4-300-30-У3	2	600	313,86
3	1023,91	КРМ-0,4-525-52,5-У3	2	1050	420,97
4	797,98	КРМ-0,4-375-37,5-У3	2	750	304
5	482,43	КРМ-0,4-240-30-У3	2	480	205,22
6	1218,99	КРМ-0,4-600-60-У3	2	1200	427,42
7	176,19	КРМ-0,4-75-7,5-У3	2	150	199,85
8	244,92	КРМ-0,4-125-7,5-У3	2	250	213,93
9	1993,45	КРМ -0,4-675-67,5 У3	3	2025	843,35
10	597,15	КРМ-0,4-300-30-У3	2	600	284,5
12+11+13+14+15	660,32	КРМ-0,4-300-30-У3	2	600	300,28

Производим уточнение мощностей цеховых трансформаторов с учётом скомпенсированной реактивной мощности, результаты отразим в таблице 3.7.

Таблица 3.7 - Выбор числа и мощности трансформаторов

№ цеха	, кВт	, квар	SP УТ, кВ·А	kЗ, о.е.	Sном.тр, кВ·А	Nтр.	Nтрф	kЗф, о.е.
1	1091,99	361,61	1150,31	0,8	1000	1,44	2	0,58
2	1172,97	313,86	1214,24	0,8	1000	1,53	2	0,61
3	1442,13	420,97	1502,32	0,8	1000	1,88	2	0,75
4	825,88	304	880,05	0,8	630	1,75	2	0,7
5	654,16	205,22	685,60	0,8	630	2,1	2	0,83
6	1317,51	427,42	1385,11	0,8	1000	1,73	2	0,7
7	560,20	199,85	594,78	0,7	400	2,1	2	0,72
8	706,49	213,93	738,17	0,65	630	1,8	2	0,59
9	2234,85	843,35	2388,68	0,8	1000	2,98	3	0,79
10	926,95	284,5	969,63	0,65	1000	1,49	2	0,5
12+11+13+14+15	774,07	300,28	830,27	0,8	630	1,65	2	0,66

Таблица 3.8 – Технические данные цеховых трансформаторов

, кВА	, кВ	, кВ	, %	, кВт	, кВт	, %
400	10	0,4	4,5	5,9	0,95	2,1
630	10	0,4	5,5	8,5	1,31	2,0
1000	10	0,4	5,5	10,5	1,9	1,15