ОПРЕДЕЛЕНИЕ МОЩНОСТИ ЦЕХОВОЙ ТП. Выбор трансформаторов с учётом компенсации реактивной мощности

После выбора КУ определяются расчётные реактивные мощности, квар, на ШНН цеховой ТП: средняя за максимально загруженную смену Q^*_см(ШНН) и максимальная Q^*_р(ШНН):

Q^*_см(ШНН) = Q_см(ШНН) – Q_к.ст;

Q^*_р(ШНН)= Q_р(ШНН) – Q_к.ст.

Определяются расчётные полные мощности, кВ^.А, на ШНН цеховой ТП: средняя за наиболее загруженную смену S^*_см(ШНН) и максимальная S^*_р(ШНН):

S^*_см(ШНН) = ;

S^*_р(ШНН) = .

Результаты расчётов заносятся в строку «Всего на ШНН ТП с КУ» соответственно в графы 3,8,4,9 табл. 2.4; графы 2 и 7 этой строки заполняются переносом соответственно величин Р_см(ШНН) и Р_р(ШНН) из первой строки таблицы.

Согласно [30] за расчётную мощность на ШНН цеховой ТП для выбора трансформаторов принимается не расчётная максимальная, а средняя потребляемая мощность за наиболее загруженную смену, т. е. мощность S^*_{см(ШНН).} Только в исключительных случаях – при резкопеременном графике нагрузки и соответствующих обоснованиях – за расчётную нагрузку можно принимать получасовой максимум. Следовательно, мощность S^*_см(ШНН) является расчётной полной мощностью цеховой ТП, по которой выбирается мощность трансформаторов.

Для цехов с несколькими ТП выбор числа, мощности и типа цеховых трансформаторов производится на основании технико-экономических расчётов по следующей общей схеме:

1. Определяется число трансформаторов на ТП исходя из обеспечения надёжности электроснабжения с учётом категории потребителей электроэнергии.

2. Намечаются возможные варианты номинальной мощности выбираемых трансформаторов с учётом допустимой нагрузки их в нормальном режиме и допустимой перегрузки в послеаварийном режиме; выполняется технический расчёт.

3. Выполняется экономический расчёт, по результатам которого определяется экономически целесообразное решение из намеченных вариантов для данных конкретных условий.

Расчёт рекомендуется выполнять в табличной форме.

Если на ТП по условиям резервирования питания потребителей необходимо установить более одного трансформатора, то нужно стремиться, чтобы число трансформаторов на подстанции не превышало двух. Это условие позволяет решить вопрос о числе подстанций.

В курсовом проекте технико-экономические расчёты не предусматриваются. Количество и мощность трансформаторов в цеховой ТП определяется на основании категорийности электроприёмников цеха по надёжности электроснабжения, средней расчётной мощности на НН цеховой ТП за наиболее загруженную смену S^*_см(ШНН), рациональной загрузки трансформаторов в нормальном режиме и с учётом минимально необходимого резервирования в послеаварийном режиме.

Питание электроприемников I категории следует предусматривать от двухтрансформаторных и трехтрансформаторных цеховых ТП. Трехтрансформаторные подстанции рекомендуется применять в тех случаях, когда имеется возможность примерно равномерно распределить подключаемую нагрузку по секциям сборных шин 0,4 кВ.

Двухтрансформаторные и трехтрансформаторные подстанции рекомендуется также применять для питания электроприемников II категории.

Двухтрансформаторные и трехтрансформаторные подстанции могут применяться как при сосредоточенной, так и при распределенной нагрузке, питаемой по магистральным сетям. При сосредоточенной нагрузке предпочтение следует отдавать трехтрансформаторным подстанциям.

Электроснабжение отдельно стоящих объектов общезаводского назначения (насосных, компрессорных станций и т. п.) рекомендуется выполнять от двухтрансформаторных подстанций.

Примечание. В курсовом проекте для питания электроприёмников I и II категории по надёжности электроснабжения рекомендуется выбирать двухтрансформаторные цеховые ТП.

Однотрансформаторные цеховые ТП рекомендуется применять для питания электроприемников III категории, если перерыв электроснабжения, необходимый для замены поврежденного трансформатора, не превышает 1 суток. Однотрансформаторные подстанции также могут быть применены для питания электроприемников II категории, если требуемая степень резервирования потребителей обеспечивается кабельными линиями низкого напряжения от другого трансформатора и время замены вышедшего из строя трансформатора не превышает 1 суток. При значительной сосредоточенной нагрузке электроприемников III категории взамен двух однотрансформаторных ТП может быть установлена одна двухтрансформаторная ТП без устройства АВР, с полной нагрузкой трансформаторов в нормальном режиме.

В соответствии с ГОСТ 14209–85 цеховые трансформаторы имеют следующие номинальные мощности: 100, 160, 250, 400, 630, 1000, 1600, 2500 кВ×А. Наиболее широко в цехах предприятий малой и средней мощности применяются трансформаторы мощностью 400, 630, 1000 кВ×А.

Расчётная мощность трансформаторов S_т, кВ×А, цеховой ТП определяется с учётом компенсации реактивной мощности по средней нагрузке цеха за наиболее загруженную смену S^*_см(ШНН) по следующей формуле

S_т = S^*_см(ШНН) / N·K_з,

где N – число трансформаторов;

K_з – коэффициент загрузки трансформатора; при преобладании нагрузок I и II категории коэффициент загрузки принимается равным 0,7, при нагрузках III категории – 0,9–0,95 [30].

По табл. 6.51 [18] выбирается тип и номинальная мощность трансформаторов цеховой ТП так, чтобы S_ном.т S_т.

Выбранные силовые трансформаторы проверяются на перегрузочную способность в часы максимума нагрузки исходя из допустимых систематических перегрузок в нормальном режиме. Условие проверки

К_п.допNS_ном.т S^*_р(ШНН),

где К_п.доп – коэффициент допустимой систематической перегрузки трансформаторов, возможной ежедневно в часы максимума нагрузки за счёт неравномерности суточного графика нагрузки.

Коэффициент К_п.доп определяется в зависимости от коэффициента заполнения суточного графика нагрузки К_з.г и продолжительности максимальной нагрузки t_п.м по графикам, которые приведены в [15], [26] или по таблицам ГОСТ 14209–85 “Трансформаторы силовые масляные общего назначения. Допустимые нагрузки”. При отсутствии суточного графика нагрузки можно ориентировочно принять К_п.доп = 1,1–1,2.

На двухтрансформаторных подстанциях дополнительно проверяется перегрузка трансформаторов в аварийном режиме. Предполагается, что в случае выхода из строя одного трансформатора, другой примет на себя всю нагрузку, не перегружаясь более чем на 40 % ( коэффициент аварийной перегрузки К_п.ав = 1.4) [26, с.27]. Это соответствует условию

1,4S_ном.т S^*_р(ШНН).

Результаты выбора трансформаторов цеховой ТП оформляются в табл. 2.5.

Таблица 2.5