2.3 Вибір кількості і потужності трансформаторів цехової підстанції

Розрахунок потужності, вибір кількості і типу трансформаторів робиться на підставі техніко-економічного порівняння двох варіантів, виходячи з повного розрахункового навантаження вузла енергопостачання. Так як навантаження цеху належить до ІІ-ї категорії, то для забезпечення безперебійного електропостачання цехова з/пс повинна мати не менш 2-х трансформаторів. При аварійному вимкнені одного з трансформаторів, ті, що залишилися у роботі повинні забезпечити навантаження ІІ категорії споживачів.

До розрахунку приймаємо два варіанти:

1 варіант – два трансформатори,

2 варіант – три трансформатори.

У цеховій трансформаторній п/ст. застосовують трифазні трансформатори напругою 6 - 10 кВ різноманітного типу.

Приймаємо тип ТМ, як найбільш дешевий.

Техніко-економічний розрахунок ведемо у табличній формі за допомогою програми Excel та наводимо у таблицях 2.3 – 2.5.

2.4 Вибір схеми і електричний розрахунок живильних ліній

Так як до установки прийнято 1 ТП з 3-ма трансформаторами, то кількість живлячих ліній також три. Від проектованої підстанції живляться тільки низьковольтні споживачі 0,4 кВ. Найбільш вигідніша схема живильних ліній трансформаторів – блочна, так як при цьому не установлюють ні комутаційної , ні захисної апаратури на вищому боці проектованої підстанції. Вимикачі та щити керування встановлюють на живлячий РП.

Схему живлячих ліній наводимо на рисунку 2.2

Визначаємо розрахунковий струм у трьох лініях

I _розр= , А (2.24)

де S_макс – сумарна максимальна потужність, кВА,

U_ном – номінальна напруга, кВ.

I _розр=

Визначаємо розрахунковий струм в 1-й лінії.

I^/_розр= , А (2.24)

де I _розр – розрахунковий струм в трьох ліній, А,

n – кількість ліній, шт.

I^І_розр=

Визначаємо переріз кабелю за економічною густиною струму.

S _ек= , мм² (2.25)

де I^І_розр – розрахунковий струм в одній лінії, А,

j_е – економічна густина струму (визначаємо згідно з [1], с.85, таблицею 2.26), j_е =1,2 А/мм².

S _ек=

Беремо стандартний переріз 16 мм².

Згідно з рекомендацією [1] таблиця 2.9 с. 43 приймаємо трижильний кабель марки ААШв-6 перерізом 316 мм² напругою 6 кВ з алюмінієвою оболонкою, з алюмінієвими жилами і паперовою ізоляцією у полівінілхлоридному шлангу.

Перевіряємо переріз кабелю згідно з умовами нагрівання і з урахуванням коефіцієнтів у нормальному та аварійному режимах.

Нормальний режим.

I_тр.допК₁К₂  I^І_розр, А (2.26)

де I_тр.доп – тривало-допускний струм, А, прийнятий згідно з [1] таблиця 2.9 с.43, для перерізу провідника 16 мм² , І_тр.доп=80 А,

К₁ – коефіцієнт, що залежить від кількості прокладених кабелів,

Приймаємо К₁=0,87 для трьох кабелів прокладених на відстані 200 мм один від одного згідно з [1] таблиця П1 с.358,

К₂ – коефіцієнт при фактичній температурі середовища К₂=1,05 при температурі 10С згідно з [1] таблиця П2 с.358,

I^І_розр – розрахунковий струм в одній лінії, А.

800,871,05 А > 17,53 А,

73,08 А > 17,53 А.

Умова виконується.

Аварійний режим (одна лінія вимкнена, усе навантаження протікає по двом лініям, які залишилися)

I_тр.допК₁К₂  I_авар, А (2.27)

де I_авар - аварійний струм.

I_авар =I_розр/n₀, A (2.28)

де n₀ – кількість ліній, що працюють в аварійному режимі , шт.

I_авар=

Тоді 800,871,05 A  23,93 А,

73,08 A  23,93 А.

Умова виконується.

Висновок: кабель проходить за нагрівом.

Перевіряємо кабель за умовою втрати напруги.

U%= I _розр  (Rcos  + Xsin ), % (2.29)

де U_ном – номінальна напруга вищої сторони трансформатора, А,

R – активний опір ЛЕП, Ом,

X – реактивний опір ЛЕП, Ом,

cos  =0,8 , sin  =0,6.

Визначаємо активний опір ЛЕП, Ом.

R= (2.30)

де  – питомий опір алюмінію, =0,0283 Оммм² /м,

– довжина лінії, =115 м,

S – переріз ЛЕП, S=16 мм² .

R= 0,203 Ом.

Визначаємо індуктивний опір ЛЕП, X Ом.

X=Х₀l, Ом (2.31)

де Х₀ – питомий індуктивний опір, для КЛ до10 кВ Х₀=0,08 Ом/км,

l – довжина лінії, l= 0,115 км.

X=0,080,115=0,0092 Ом.

Тоді втрати напруги в аварійному режимі.

U%= 23,93(0,203м0,8+0,00920,6)=0,111 %  U%=8%.

Втрати напруги в нормальному режимі

U 15,95(0,2030,8+0,00920,6)=0,074 %  U=5%.

Так як обидві умови виконуються, то обраний кабель за втратами напруги підходить.