18.6. Выбор силовых и осветительных трансформаторов.

Номинальная полная мощность силового трансформатора выбирается исходя из условия обеспечения нормального питания всех силовых потребителей электрической энергии предприятия в целом. Учитывая возможность последующего расширения проектируемого предприятия, фундаменты трансформаторов и вспомогательные конструкции выбираются на ступень больше по мощности трансформатора. Это позволит в дальнейшем, при необходимости заменить установленный ранее трансформатор на трансформатор большей мощности, не прибегая к реконструкции трансформаторной подстанции

1. Расчетная полная мощность силового трансформатора с учётом компенсации реактивной мощности определяется по значению полной мощности:

S’ = = = 47.61 кВ∙А,

где Q_Э = Q_M – Q_K =39.80 – 21 = 18.80 квар.

2. Потребители электрической энергии данного предприятия по обеспе­чению бесперебойного электроснабжения относятся к потребителям 1 катего­рии. Поэтому для обеспечения надежного резервирования электроснабжения принимаем к установке два трансформатора одинаковой мощности с тем, чтобы любой из них при аварийной ситуации с учетом допустимой его перегрузки мог питать всю нагрузку предприятия, а в нормальном режиме — примерно 60— 70% нагрузки предприятия. Поэтому для питания потребителей с учетом допус­тимой перегрузки полная расчетная мощность трансформатора:

кВ∙А,

где К_п— коэффициент, учитывающий допустимую перегрузку транс­форматора в аварийном режиме, принимаем К_п =0,7, (К_п= 0,6—0,7);

л_Т — число силовых трансформаторов (п_Т =2, так как потребители от­носятся к I категории).

По значению расчетной мощности трансформатора определяется но­минальная его мощность [33, табл.П.12] исходя из условия:

S_НОМ ≥ S_T; (S_1НОМ ≈ S_2НОМ = S_НОМ).

При выборе типа трансформатора следует учитывать, что его вторич­ное напряжение должно соответствовать номинальному напряжению U_2НОМ потребителей электрической энергии.

Рис. 2. Схема электроснабжения производственного предприятия.

На схеме:

ВМ - выключатель масляный;

Р - разъединитель на 10 кВ;

ТМ - 40 / 6 - 10 - трансформатор силовой номинальной мощностью S_Н = 40 кВА;

ТМ - 25 / 6 - 10 - осветительный трансформатор;

1А, 2А - автоматические выключатели трансформаторов;

3А - 11А - автоматические выключатели отходящих к потребителям питающих линий;

Ш - шины низкого напряжения 0,4 кВ.

На рис.2. приведена схема электроснабжения данного производственного предприятия. Указанная схема позволяет обеспечить бесперебойное электроснабжение потребителей электроэнергии предприятия, при этом в нормальных условиях оба трансформатора находятся в работе в длительном режиме. В аварийной ситуации при снятии напряжения с ввода N1, если не будет восстановлено напряжение в течение 3-5 с, включается устройство автоматического включения резерва (АВР), которое обеспечивает снабжение электрической энергией потребителей, ранее питавшихся от ввода N1, через ввод N2 (от одного трансформатора).

При этом обесточенные электродвигатели, подключенные к трансформатору ввода N1, с помощью релейно-контактной аппаратуры подключаются к трансформатору ввода N2, самозапускаются и восстанавливают частоту вращения до нормальной.

Продолжительность работы электродвигателя по схеме с одним трансформатором определяется временем, необходимым для устранения аварийной ситуации.

Приводные двигатели исполнительных механизмов предприятия, как указано выше, рассчитаны на стандартное напряжение 220/380 В, поэтому принимаем напряжение трансформатора на вторичной обмотке U_2НОМ = 0,23 – 0,4 кВ.

Исходя из этого, с учетом соотношения S_НОМ ≥ S_T, выбираем по каталогу трансформатор типа ТМ - 40 / 6 – 10 с номинальной мощностью S_НОМ = 40 кВ∙А. Номинальное напряжение обмоток: (высокого напряжения) ВН-(6-10) кВ; (низкого напряжения) НН-(0,23-0,4) кВ [33, табл.П.12].

3. Для обеспечения питания осветительной нагрузки по суммарной мощности, потребляемой осветительным оборудованием, равной ∑Р₀ = 3,36 кВт, выбираем осветительный трансформатор соответствующей мощности (S_НОМ ≥ ∑Р₀).

Номинальное напряжение вторичной обмотки осветительного трансформатора должно соответствовать номинальному напряжению осветительных приборов, равному 220 В. Поэтому принимаем напряжение низковольтной обмотки трансформатора равным 0,23 – 0,4 кВ. исходя из этого выбираем трансформатор типа ТМ-25/6-10 (ввод №3).

Силовые и осветительные трансформаторы устанавливаются на главной электроподстанции, они обеспечивают питание нагрузки всего предприятия в целом.

4. Технические данные выбранных силового и осветительного трансформаторов приведены в табл.18.6.1.

Основные технические данные силовых и осветительного трансформаторов

Таблица 18.6.1.

Трансформатор		Номинальная мощность Sном, кВ .А	Напряжение обмоток, кВ		Потери, кВт		Ток холостого хода I0, %	Напряжение короткого замыкания Uк, %
Тип	Кол-во, шт		ВН	НН	Холостого хода, P0	Короткого замыкания, Pк
ТМ-40/6-10	2	40	6-10	0,23-0,4	0,19/0,175	0.88/1.00	3.0	4,5/4,7
ТМ-25/6-10	1	25	6-10	0,23-0,4	0,135/0,13	0,6/0,69	3,2	4,5/4,7

18.7.Расчет оплаты за пользование электроэнергией

Расчёт за получаемую цехом электроэнергию производится по одноставочному тарифу, т.к. присоединённая мощность осветительного и силового трансформаторов (каждого из них), находится в пределах 750 кВ∙А.

Стоимость электроэнергии, потребляемой осветительной и силовой нагрузкой цеха в течение месяца (в рублях), определяется по формуле:

B₁ = = = 38978 руб, где

К₁ – коэффициент надбавки или скидки, зависящий от отклонения мощности фактически установленного компенсирующего устройства, заданной энергоснабжающей организации (из таблицы находим значение коэффициента К₁ = 0.14) [33, табл.П.14];

b – плата за 1 кВтч потреблённой энергии, одноставочный тариф b = 1,18 руб/кВтч;

W_м – активная энергия предприятия, потребляемая осветительной и силовой нагрузкой кВтч за месяц (по счетчику):

кВт∙ч,

где ∑W_общ – суммарная активная энергия, потребляемая цехом за год, кВт∙ч;

∑W₀ – активная энергия, потребляемая осветительной нагрузкой в течение года, кВт∙ч;

∑W_а – активная мощность цеха, потребляемая силовой нагрузкой в течение года, кВт∙ч.

18.8. Определение технико-экономических показателей производства

Для оценки эффективности использования электроэнергии на пред­приятии определяется фактическая стоимость 1 кВт-ч и удельный расход электроэнергии, то есть расход электроэнергии на единицу продукции.

1. Фактическая стоимость 1 кВт-ч определяется по формуле:

руб/кВт∙ч.

2. Расход электрической энергии на одну тонну выпускаемой продук­ции определяется по формуле:

кВт∙ч/т,

где Q_Г – годовая производительность цеха, т;

Q_Г = 157.3 т.