2 Выбор числа, мощности и типа трансформаторов цеховых трансформаторных подстанций предприятия

Мощность трансформаторов цеховых трансформаторных подстанций зависит от величины нагрузки электроприемников, их категории по надежности электроснабжения, от размеров площади, на которой они размещены и т.п. При одной и той же равномерно распределенной нагрузке с увеличением площади цеха должна уменьшаться единичная мощность трансформаторов.

Существует связь между экономически целесообразной мощностью отдельного трансформатора S_ЭТцеховой ТП и плотностьюэлектрической нагрузки цеха, эта связь приведена в /2, табл. 4.3/.

Плотность электрической нагрузки цеха определяется по формуле

, (2.1)

где S_Р– расчетная электрическая нагрузка цеха, кВА;

F_Ц– площадь цеха, м².

Не всегда получается выбор мощности трансформаторов цеховых ТП по данному условию. Мощность трансформаторов цеховой ТП корректируется в зависимости от величины расчетной нагрузки цеха, ее категории, числа типоразмеров трансформаторов на предприятии и ряда других факторов.

Например, для цеха улавливания №1 (F_Ц=109200 м²,S_Р=3937 кВА), категория по надежности электроснабжения – вторая. Плотность нагрузки

кВА/м²,

то есть в соответствии с таблицей 4.3 /2/ мы должны принять единичную мощность трансформаторов 250 кВА.

Однако, при установке трансформаторов мощностью 250 кВА, они окажутся перегруженными. Следовательно, для питания потребителей цеха улавливания №1 устанавливаем две двухтрансформаторные подстанции мощностью 1000 кВА.

Количество трансформаторов одной подстанции зависит от категории электроприемников по надежности электроснабжения. В данном дипломном проекте будем считать, что для питания потребителей второй категорий применяются двухтрансформаторные подстанции с допустимым коэффициентом загрузки трансформаторов в нормальном режиме К_ЗД=0,7 соответственно.

Количество трансформаторов всех подстанций цеха в общем случае определяется по формуле

, (2.2)

где – расчетная активная нагрузка цеха от низковольтных потребителей, кВт;

–допустимый коэффициент загрузки трансформаторов в нормальном ре...жиме;

–выбранная номинальная мощность трансформаторов цеховых ТП, кВА.

Принимается ближайшее большее целое число Nтрансформаторов.

Из приведенного примера видно, что в каждом отдельном случае выбор трансформаторов цеховых ТП следует проводить, учитывая конкретные условия. Выбор остальных ТП сведен в таблицу 2.1.

При выборе трансформаторов цеховых ТП должна определяться наибольшая реактивная мощность Q_1Р, которую трансформаторы могут пропустить из сети 10 кВ в сеть напряжением 0,4 кВ. Для цеха (группы цехов), в котором установлено М подстанций с числом трансформаторовn, причем мощности всех трансформаторов одинаковы.

Эта мощность определяется по формуле:

, (2.3)

где n– число трансформаторов цеховой трансформаторной подстанции;

К_ЗД– допустимый коэффициент загрузки трансформаторов в нормальном ре..жиме;

S_НТ– номинальная мощность трансформаторов цеховой ТП, кВА;

Р_Р– расчетная активная нагрузка цеха (группы цехов), кВт.

Величина Q_1Рявляется расчетной, поэтому в общем случае реактивная нагрузка трансформаторовQ₁не равна ей:

(2.4)

где Q_Р– расчетная реактивная нагрузка цеха (группы цехов), квар.

При Q_1Р<Q_Ртрансформаторы ТП не могут пропустить всю реактивную нагрузку, и поэтому часть ее должна быть скомпенсирована с помощью батарей конденсаторов, которые устанавливаются на стороне низшего напряжения данной трансформаторной подстанции. Мощность этих конденсаторов будет равна

. (2.5)

Коэффициенты загрузки трансформаторов в нормальном и послеаварийном режимах определяются следующим образом:

. (2.6)

Для рассматриваемого примера (ТП цеха улавливания №1):

квар;

Q₁=Q_Р=1478 квар, так какQ_Р<Q_1Р;

Q_КУ = 1478 – 1478 = 0 квар.

Коэффициенты загрузки трансформаторов в нормальном и послеаварийном режимах:

;

,

что равно допустимому.

Аналогичные расчеты для остальных ТП представлены в таблице 2.1.

Для определения расчетной нагрузки предприятия необходимо знать потери активной и реактивной мощности в трансформаторах цеховых ТП. Указанные потери найдем следующим образом:

; (2.7)

, (2.8)

где N– число трансформаторов, установленных в цехе (группе цехов);

Р_ХХ,Р_КЗ,I_ХХ,U_КЗ– паспортные данные трансформаторов из /3/.

В нашем примере паспортные данные трансформатора ТМЗ-1000-10/0,4:

Р_ХХ = 1,9 кВт;Р_КЗ = 10,8 кВт;I_ХХ = 1,2 %;U_КЗ = 5,5 %.

Потери в трансформаторах

кВт;

квар.

Активная мощность, потребляемая трансформаторами

Р_Р +Р_Т = 2187 + 26,4 = 2213,4 кВт.

Реактивная мощность, потребляемая трансформаторами

Q₁+Q_Т = 1478 + 143,8 = 1621,8 квар.

Полная мощность, потребляемая трансформаторами

кВА.

Аналогично рассчитываются потери в трансформаторах остальных ТП, результаты расчета сведены в таблицу 2.1.

Поскольку трансформаторы цеховых ТП расположены в цехах, и никаких ограничений к установке масляных трансформаторов не имеется, то принимаем к установке трансформаторы типа ТМЗ.

Выбранные трансформаторные подстанции показаны на генеральном плане предприятия.