Проект ТП 35/10 кВ "Город" ИРЭС ООО "БашРЭС-Стерлитамак" для электроснабжения потребителей с разработкой защитного заземления (стр. 2 из 9)

Величина cosφ задается энергоснабжающей организацией и находится в пределах cosφ_э=0,92-0,95.

Для повышения коэффициента мощности потребителей электроэнергии проводят следующие мероприятия, которые не требуют применения специальных компенсирующих устройств:

а) Упорядочение всего технологического процесса, что приводит к улучшению энергетического режима оборудования, а следовательно, и к повышению коэффициента мощности;

б) Переключение статорных обмоток асинхронных двигателей с треугольника на звезду, если их нагрузка составляет менее 40%;

в) Устранение режима работы асинхронных двигателей без нагрузки (холостого хода) путем установки ограничителей холостого хода;

г) Замена малозагруженных двигателей меньшей мощности при условии, что изъятие избыточной мощности влечет за собой уменьшение суммарных потерь активной энергии в двигателе и энергосистеме;

д) Замена асинхронных двигателей синхронными двигателями той же мощности, где это возможно по технико-экономическим соображениям;

е) Повышение качества ремонта двигателей с сохранением их номинальных данных.

В качестве компенсирующего устройства в дипломном проекте применяется комплектная конденсаторная установка напряжением 10 кВ, что обусловлено ее следующими преимуществами:

а) Небольшие потери активной энергии в конденсаторах;

б) Простота монтажа и эксплуатации;

в) Возможность легкого изменения мощности комплектной конденсаторной установки в результате увеличения или уменьшения числа конденсаторов в фазе;

г) Возможность легкой замены поврежденного конденсатора.

Недостатки комплектной конденсаторной установки:

а) Конденсаторы неустойчивы к динамическим усилиям, возникающим при коротких замыканиях;

б) При включении конденсаторной установки возникают большие пусковые токи до 10I_ном ;

в) После отключения конденсаторной установки от сети на ее шинах остается заряд, который может быть опасен для обслуживающего персонала;

г) Конденсаторы весьма чувствительны к повышению напряжения (повышение напряжения допускается не более, чем на 10% от номинального);

д) После пробоя диэлектрика конденсаторы довольно трудно ремонтировать, чаще всего их приходится заменять новыми.

Определяем

(2.7)

Экономически выгодный cosφ_э принимаем равным 0,95. Следовательно,

=0,32

Находим мощность Q_к , квар, компенсирующего устройства

, (2.8)

где tgφ_max - коэффициент мощности до компенсации;

tgφ_э - экономически выгодный коэффициент мощности.

Предполагаем установить две комплектные конденсаторные установки типа УКЛ-6/10-750 номинальной мощностью 750 квар [6, стр.134, табл. 3.6].

Проверяем соответствие полученного коэффициента мощности заданному

, (2.9)

где

- максимальная нагрузка с учетом компенсации, кВА;

Q_кн - номинальная мощность компенсирующего устройства,

квар.

(2.10)

Так как коэффициент мощности соответствует заданному, то устанавливаем две комплектные конденсаторные установки типа УКЛ-6/10-750 номинальной мощностью 750 квар.

2.3 Выбор числа и мощности главных трансформаторов

Правильный выбор числа и мощности трансформаторов на подстанциях промышленных предприятий является одним из основных вопросов рационального построения систем электроснабжения. Как правило, трансформаторов на подстанциях должно быть не менее двух. Наиболее экономичны однотрансформаторные подстанции, которые при наличии централизованного (складского) резерва или связей по вторичному напряжению могут обеспечить надежное питание потребителей второй и третьей категорий.

При проектировании систем электроснабжения установка однотрансформаторных подстанций рекомендуется при полном резервировании электроприемников первой и второй категорий по сетям низкого напряжения и для питания электроприемников третьей категории, когда по условиям подъездных дорог, а также по мощности и массе возможна замена поврежденного трансформатора в течение не более двух суток и при наличии централизованного резерва.

Двухтрансформаторные подстанции применяются при значительном числе потребителей первой и второй категорий, при сосредоточенных нагрузках на данном участке с высокой удельной плотностью, а также если имеются электроприемники особой группы.

Наивыгоднейшая (экономическая) загрузка трансформаторов зависит от категории электроприемников, от числа трансформаторов и способов резервирования:

- при первой категории потребителей устанавливаются два трансформатора с коэффициентом загрузки К_з=0,7 с расчетом на то, что при выходе из строя одного из трансформаторов, второй будет загружен на 140%; трансформаторы снабжаются АВР;

- при второй категории потребителей устанавливается один или два трансформатора с К_з=0,7-0,8; в этом случае предусмотрено ручное переключение резерва;

- при третьей категории потребителей устанавливается один трансформатор с К_з=0,9-0,95; здесь предусматривается складской резерв.

Так как нагрузки преимущественно относятся к первой категории электроснабжения, то выбираем два трансформатора с установкой АВР. Коэффициент загрузки принимаем равным К_з=0,7.

Рассчитываем мощность S, кВА, необходимую для выбора трансформатора:

, (2.11)

где n - количество установленных трансформаторов;

К_з - коэффициент загрузки трансформатора.

Предполагаем к установке ТМН-4000/35 с S_ном=4000 кВА [8, с.138, табл. 3.5]

Проверяем выбранный трансформатор по коэффициенту загрузки

, (2.12)

где S_ном.т - номинальная мощность трансформатора, кВА.

Коэффициент загрузки трансформаторов отличается от нормативного, но так как в схеме снабжения предусмотрено резервное питание от данных трансформаторов, то коэффициент загрузки при включенных резервных фидерах N5 и N11 составит:

,

что соответствует норме.

Проверяем выбранный трансформатор на возможность работы в послеаварийном режиме.

Так как нагрузки первой категории составляют 80%, то проверяем по следующему условию

(2.13)

- условие выполняется.

Таким образом, в данном дипломном проекте выбираем два трансформатора типа ТМН-4000/35.

2.4 Технико-экономическое обоснование выбранного трансформатора

Число трансформаторов, устанавливаемых на ГПП, часто принимается равным двум. Обычно в начальный период эксплуатации устанавливают один трансформатор, а затем второй. В дальнейшем при росте нагрузки установленные трансформаторы заменяют более мощными, для чего при проектировании предусматриваются фундаменты под трансформаторы, следующие по шкале мощностей, установленной ГОСТ. Для ГПП промышленных предприятий в основном используют трансформаторы с номинальной мощностью 10, 16, 25, 40, 63 МВА. Однако в ряде случаев может быть целесообразной установка сразу трансформаторов большей мощности.

Для решения этого вопроса выполняется технико-экономическое сравнение вариантов. Одновременно с выбором номинальной мощности трансформаторов следует предусматривать экономичные режимы их работы, которые характеризуются минимумом потерь мощности в трансформаторах при работе их по заданному графику нагрузки. При этом надо учитывать не только потери активной мощности в самих трансформаторах, но и потери реактивной мощности, возникающие в системе электроснабжения по всей цепочке питания от генераторов электростанций до рассматриваемых трансформаторов из-за потребления трансформаторами реактивной мощности.

Принимаем к рассмотрению два варианта: два трансформатора типа ТМ-4000/35 и два трансформатора типа ТМН-4000/35. Технические данные трансформаторов приведены в таблице 2.1. Таблица 2.1 - Технические данные трансформаторов

Тип	Sном , кВА	Рх ,кВт	Рк , кВт	Uк ,%	Ix , %
ТМ-4000/35	4000	5,6	33,5	7,5	0,9
ТМН-4000/35	4000	5,3	33,5	7,5	0,9

Определяем реактивную мощность холостого хода трансформатора

, квар, по формуле

, (2.14)