6 Выбор числа и мощности цеховых трансформаторов

Т.к. по составу и характеру нагрузки электропотребителей цех относится ко второй категории по бесперебойности электроснабжения, необходимо установить двухтрансформаторную подстанцию.

Мощность трансформаторов ТП цеха определяется по формуле:

,

(6.1)

где S_р.ц – полная расчётная мощность цеха, кВА;

n – количество трансформаторов, шт.;

β_т – коэффициент загрузки трансформаторов.

Принимаем β_т = 0,8 (для потребителей второй категории по бесперебойности электроснабжения) [1].

,

(6.2)

где Р_мц, Q_мц – максимальные расчётные (активная и реактивная) мощности силовой нагрузки цеха, кВт, квар;

Р_ро, Q_ро – расчётная (активная и реактивная) мощности освещения, кВт, квар;

Р_св, Q_св – расчётная (активная и реактивная) мощности сварочных установок, кВт, квар;

Максимальные расчётные мощности силовой нагрузки цеха:

Р_мц = 696 кВт,

Q_мц = 378,95 квар.

Расчётная мощность освещения:

Р_ро = 44,028 кВт,

Q_ро = 55,408 квар.

Расчётная мощность сварочных установок:

Р_св = 108,1 кВт,

Q_св = 143,8 квар.

Расчётная мощность дополнительной нагрузки :

Р_доп = 2000 кВт,

Q_доп = 1880 квар.

Полная расчётная мощность цеха:

Мощность трансформаторов цеха:

.

На основании S_тр выбираем два трансформатора ТМЗ – 2500/10 [9].

Таблица 6.1.- Справочные данные трансформаторов.

Тип трансформатора	Sном.т., кВА	Напряжение,кВ		Uк, %	Потери, кВт		Iхх, %
		ВН	НН		ΔPхх	ΔPк
ТМЗ-2500/10	2500	10,5	0,4	6,5	3,85	23,5	1,0

Фактический коэффициент загрузки:

.

(6.3)

Выбранная ТП располагается вне помещении цеха. Подстанция кроме двух трансформаторов содержит вводные шкафы на напряжение 10 кВ и комплектные распределительные шкафы, при помощи которых собрана схема КРУ напряжением 0,4 кВ и распределительные шкафы на напряжение 0,4кВ.

7 Выбор схемы электроснабжения

Данное производство относится ко II категории по бесперебойности питания. Так как среда данного цеха является пыльной, питание силовой нагрузки в цехе должно осуществляется по радиальной схеме. Радиальные схемы характеризуются тем, что от источника питания (распределительный щит трансформаторной подстанции ТП) отходят линии, питающие мощные электроприёмники или групповые распределительные пункты (в данном случае), от которых в свою очередь отходят самостоятельные линии, питающие электроприёмники малой мощности.

Распределение энергии в таких сетях производится радиальными линиями от распределительных пунктов, вынесенных в отдельные помещения (электропомещение).

Радиальные схемы обеспечивают высокую надежность питания; в них легко могут быть применены элементы автоматики.

Рисунок 8.1 – Схема питания электроприёмников цеха

8 Расчёт необходимой компенсирующей мощности, выбор компенсационного оборудования и его размещение в цеховой сети

Компенсация реактивной мощности необходима для обеспечения экономичной работы системы электроснабжения предприятия, улучшения качества электрической энергии. Прохождение реактивной мощности сопровождается увеличением тока, а следовательно вызывает дополнительные затраты на увеличение сечений проводников сетей и мощностей трансформаторов, создает дополнительные потери электроэнергии. Кроме того, увеличиваются потери напряжения, что понижает качество электроэнергии по напряжению. Под компенсацией реактивной мощности имеется в виду расчет мощности и установки батарей конденсаторов, являющихся местными источниками реактивной мощности. В данном разделе рассчитываются мощность низковольтных батарей конденсаторов.

Суммарная расчетная мощность низковольтных батарей конденсаторов определяется на основе технико-экономических расчетов по двум критериям.

Первый критерий: мощность низковольтных батарей конденсаторов определяется, исходя из минимума приведенных затрат на установку батарей конденсаторов и экономии на числе трансформаторов КТП, которая может получиться за счет компенсации реактивной мощности. Однако так как в цеху устанавливаются по одной двухтрансформаторной подстанции, и уменьшить количество трансформаторов нельзя, то расчет компенсации реактивной мощности в сети напряжением 0,4кВ производим по коэффициенту мощности, задаваемому предприятию энергосистемой (tg_э).

Тангенс угла сдвига фаз до компенсации реактивной мощности:

, (6.1)

где Р_Р.Ц, Q_Р.Ц – активная и реактивная мощности цеха, кВт, квар, определяемые по 5.1.12 – 5.1.13;

,

Суммарная мощность компенсирующего устройства:

, (6.2)

где tgφ_э – коэффициент мощности, заданный системой, о. е, определяемый по заданию.

Q_КУ =2848,128*(0,86 – 0,35) = 1452,52(квар).

В качестве источников реактивной мощности используем комплектные конденсаторные установки с размещением их непосредственно на шинах 0,4 кВ ТП в соответствии с рекомендациями (2; стр. 401).

На каждую из секций 0.4 кВ цеховой ТП устанавливаем две конденсаторной установки УКМ 58-0,4-400-25–У3 [8], мощностью по 400 квар.

Так как мощность конденсаторных установок больше 400 квар, их подключение к шинам 0,4 кВ цеховой ТП производим через автоматические выключатели.