2.2 Расчет и выбор трансформаторов на узловой распределительной подстанции (урп)
Составляем структурную схему УРП (ГПП) для согласования трех различ-ных напряжений (рис. 2.2.1).
кВ
кВ
кВА
кВ
Рис. 2.2.1 Структурная схема УРП
При наличии двух подключенных к распределительному устройству тран-сформаторов должно выполнятся условие
.
Определяем расчетные мощности трансформаторов
кВА.
По таблице 7[1, c.92] выбираем трансформаторы 2×ТМТН-6300/35
кВ;
кВ;
кВ;
кВт;
кВт;
%;
%;
%;
%.
Выбранные трансформаторы на допустимость режима работы
,
где
-типовая
мощность УРП, кВА;
-коэффициент
выгодности трансформатора;
-номинальная
мощность выбранного трансформатора,
кВА;
-количество
трансформаторов, подключенных к нагрузке
НН, шт.
Определяем коэффициент трансформации
;
.
Находим коэффициент трансформатора
;
.
Рассчитываем типовую мощность УРП
кВА.
Проверяем условие
;
кВА
кВА.
Условие выполняется даже в случае работы на потребителе одного тран-сформатора.
Определяем коэффициент запаса трансформатора
;
.
Таким образом, на ГПП устанавливаем два трансформатора марки ТМТН-6300/35.
2.3 Расчет потерь мощности и электроэнергии в трансформаторе
Общую величину потерь активной мощности в трансформаторе определяют по формуле
,
где
-потери
в стали, кВт;
-потери
в обмотках, кВт; при номинальной нагрузке
трансформато-ра можно принять
;
,
где
-коэффициент
загрузки трансформатора – отношение
фактической нагрузки трансформатора
к его номинальной мощности
;
.
Принимаем
кВт,
кВт.
кВт.
Общую величину потерь реактивной мощности в трансформаторе опреде-ляют по формуле
,
где
-потери реактивной мощности на
намагничивание, кВАР;
-потери
реактивной мощности рассеяния в
трансформаторе.
;
кВАР;
;
кВАР;
кВАР.
Полные потери мощности в трансформаторе
;
кВА.
Определяем потери активной энергии в трансформаторе за год
,
где
-потери
энергии на намагничивание;
-потери
энергии в обмотке.
;
кВт
;
,
где
-постоянная
времени зависящая от коэффициента
мощности и
.
Величина
определяется по графику
(рис.
2.3.1)
Рис. 2.3.1 График зависимости
По таблице 1.1 определяем средний коэффициент мощности всех электро-приемников
,
где
-общее
количество потребителей;
По графику на рис. 2.3.1 определяем постоянную времени
;
кВт
;
кВт
.
Определяем потери реактивной энергии в трансформаторе за год
;
кВАР
.
Рассчитываем полные потери энергии в трансформаторе за год
;
кВА
.
2.4 Рачет электрических нагрузок цеха. Выбор числа и мощности питающих трансформаторов
Исходя из понятия категории надежности ЭСН составляем схему ЭСН, с учетом распределения нагрузок по секциям, так как, потребитель второй и третей категории надежности, то ТП – двухтрансформаторная.
Выбираем виды распределительных устройств (РУ) внутри цеха: шинопроводы магистральные алюминиевые (ШМА) для трехфазных приемников работаю-щих в длительном режиме (ДР) и щит освещения (ЩО) для осветительных устано-вок.
,
где
-приведенная
активная мощность, кВт.
Для крана мостового
,
где
-полная
паспортная мощность, кВА,
кВт.
Составляем однолинейную схему ЭСН механического цеха (рис.2.4.1).
Рис.2.4.1 Однолинейная схема ЭСН цеха
Так как, трансформаторы должны быть одинаковые, нагрузка распределя-ется по секциям примерно одинокого, поэтому принимаем следующие РУ:
ШМА1 и ШМА2 (для трехфазных ДР);
ЩО (для осветительной установки (ОУ)).
Такой выбор позволит уровнять нагрузки на секциях и сформировать схему ЭСН.
Распределяем нагрузку по секциям (таблица 2.4.1)
Таблица 2.4.1 Распределение нагрузки по секциям
Секция1 |
Приведенная мощность, кВт |
Секция 2 |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
ШМА1 |
|
|
ШМА2 |
продолжение таблицы 2.4.1
1 |
2 |
3 |
4 |
Шлифоваль-ные станки 3×65,5 |
196,5 |
131 |
Шлифоваль-ные станки 2×65,5 |
Обдирочные станки типа РТ-341 2×45 |
90 |
135 |
Обдирочные станки типа РТ-341 3×45 |
Кран мостовой 1×25 |
25 |
105 |
Обдирочные станки типа РТ-250 3×35 |
Обдирочные станки типа РТ-250 3×35 |
105 |
92 |
Анодно-механические станки типа МЭ-31 5×18,4 |
Анодно-механические станки типа МЭ-31 3×18,4 |
55,2 |
40 |
Анодно-механические станки типа МЭ-12 4×10 |
Анодно-механические станки типа МЭ-12 5×10 |
50 |
22 |
Вентилятор вытяжной 1×22 |
Вентилятор приточный 1×25 |
25 |
13 |
ЩО 1×13 |
Итого |
546,7 |
538 |
Итого |
Рассчитываем мощность ОУ.
Принимаем мощность приходящую на единицу площади ОУ равной 9 Вт/м .
Рассчитываем мощность ЩО.
где
-ширина
цеха, м,
-длина
цеха, м.
кВт.
Согласно распределение нагрузок по РУ заполняем сводную ведомость нагрузок (таблица 2.4.2)
Таблица
2.4.2 Сводная ведомость нагрузок
Наименова-ние ЭП
|
Заданная нагрузка приведенная к ДР |
|
Сменная нагрузка |
|
|
|
|
Максимальная нагрузка |
||||||||||
|
, кВт |
кВт |
|
|
|
, кВт |
кВАР |
кВА |
кВт |
кВАР |
кВА |
А |
||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
16 |
17 |
18 |
19 |
ШМА1 |
|
223,9 |
|
|
|
|
7,9 |
46,5 |
|
|
0,2 |
6,8 |
3,2 |
1,1 |
|
|
159,4 |
265,7 |
Шлифоваль-ные станки |
3 |
65,5 |
196,5 |
0,16 |
0,6 |
1,3 |
|
10,5 |
14 |
17,5 |
|
|
|
|
33,6 |
15,4 |
36,9 |
61,5 |
Обдирочные станки типа РТ-341 |
2 |
45 |
90 |
0,17 |
0,65 |
1,17 |
|
7,7 |
9 |
11,8 |
|
|
|
|
24,6 |
9,9 |
26,5 |
44,2 |
Кран мостовой |
2 |
25 |
25 |
0,1 |
0,5 |
1,73 |
|
2,5 |
4,3 |
4,9 |
|
|
|
|
8 |
4,7 |
9,3 |
15,5 |
Обдирочные станки типа РТ-250 |
3 |
35 |
105 |
0,17 |
0,65 |
1,17 |
|
6 |
7 |
9,2 |
|
|
|
|
19,2 |
7,7 |
20,7 |
34,5 |
,
,
,
,
,
,
,
Продолжение таблицы 2.4.2
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
16 |
17 |
18 |
19 |
Анодно-механические станки типа МЭ-31
|
3 |
18,4 |
55,2 |
0,17 |
0,65 |
1,17 |
|
3,1 |
3,6 |
4,7 |
|
|
|
|
9,9 |
3,9 |
10,6 |
14,7 |
Анодно-механические станки типа МЭ-12 |
5 |
10 |
50 |
0,17 |
0,65 |
1,17 |
|
1,7 |
2 |
2,6 |
|
|
|
|
5,4 |
2,2 |
5,8 |
9,7 |
Вентилятор приточный |
1 |
25 |
25 |
0,6 |
0,8 |
0,75 |
|
15 |
11,3 |
18,7 |
|
|
|
|
48 |
12,4 |
49,6 |
82,7 |
ШМА2 |
|
195.9 |
|
|
|
|
6,1 |
42,2 |
|
|
0,2 |
5,9 |
3,2 |
1,1 |
|
|
144,1 |
240,2 |
Шлифоваль-ные станки |
2 |
65,5 |
131 |
0,16 |
0,6 |
1,33 |
|
10,5 |
14 |
17,5 |
|
|
|
|
33,6 |
15,4 |
36,9 |
61,5 |
Продолжение таблицы 2.4.2
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
16 |
17 |
18 |
19 |
Обдирочные станки типа РТ-341 |
3 |
45 |
135 |
0,17 |
0,65 |
1,17 |
|
7,7 |
9 |
11,8 |
|
|
|
|
24,6 |
9,9 |
26,5 |
44,2 |
Обдирочные станки типа РТ-250 |
3 |
35 |
105 |
0,17 |
0,65 |
1,17 |
|
6 |
7 |
9,2 |
|
|
|
|
19,2 |
7,7 |
20,7 |
34,5 |
Анодно-механические станки типа МЭ-31
|
5 |
18.4 |
92 |
0,17 |
0,65 |
1.17 |
|
3,1 |
3,6 |
4,7 |
|
|
|
|
9,9 |
3,9 |
10,6 |
14,7 |
Анодно-механические станки типа МЭ-12
|
4 |
10 |
40 |
0,7 |
0,65 |
1,17 |
|
1,7 |
2 |
2,6 |
|
|
|
|
5,4 |
2,2 |
5,8 |
9,7 |
Продолжение таблицы 2.4.2
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
16 |
17 |
18 |
19 |
Вентилятор вытяжной |
1 |
22 |
22 |
0,6 |
0,8 |
0,75 |
|
13,2 |
9,9 |
16,5 |
|
|
|
|
42,2 |
10,9 |
43,6 |
7,7 |
ЩО |
1 |
13 |
13 |
- |
- |
- |
1 |
- |
- |
- |
- |
1 |
- |
1,1 |
- |
- |
- |
- |
Всего по ШНН |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
283,6 |
106.2 |
303,5 |
|
Потери |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6,1 |
30.4 |
31 |
|
Всего по ВН |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
289,7 |
136.6 |
334,5 |
|
Определяем показатель силовой сборки в группе
;
.
Аналогично заполняем другие группы.
Определяем средние значения активной, реактивной и полной мощности за наиболее загруженную смену.
;
кВт.
Аналогично заполняем другие строки.
;
кВАР.
Аналогично заполняем другие строки.
;
кВА.
Аналогично заполняем другие строки.
Определяем средний коэффициент использования группы ЭП
,
где
-сумма
активных мощностей за смену, кВт.
;
.
Аналогично заполняем другие группы.
.
Аналогично заполняем другие группы.
Определяем эффективное число ЭП в группе по таблице 2.3 [ 1 с.13]
;
.
Аналогично заполняем другие группы.
Определяем коэффициент максимума
;
.
Аналогично заполняем другие группы.
В соответствии с
практикой проектирования принимаются
при
.
Определяем максимальные расчетные нагрузки активной, реактивной и полной мощности ЭП
,
где -максимальная активная нагрузка, кВт;
-коэффициент максимума активной нагрузки.
,
где -максимальная реактивная нагрузка, кВАР;
-коэффициент максимума реактивной нагрузки.
,
где -максимальная полная нагрузка, кВА.
кВт.
Аналогично заполняем другие строки.
кВАР.
Аналогично заполняем другие строки.
кВА.
Аналогично заполняем другие строки.
Определяем ток в линии
,
где
кВ-напряжение
на РУ.
А.
Аналогично заполняем другие строки.
Определяем потери мощности в трансформаторе.
;
кВт;
;
кВАР;
;
кВА;
;
кВА;
;
кВт;
;
кВАР.
По [ 1, c. 93] выбираем трехфазные масленые двухобмоточные трансформаторы.
Выбираем трансформаторы 2×ТСЗ – 400/10
кВА;
кВ;
кВ;
кВт;
кВт;
%;
%.