Расчет электроснабжения станкостроительного завода (стр. 6 из 21)

при питании совмещенных территориально цеховых нагрузок различного характера: силовые, электросварочные и другие, которые нельзя питать от общих трансформаторов.

Работа трансформаторов как на цеховых подстанциях, так и на ГПП почти всегда бывает раздельная. Это упрощает релейную защиту и уменьшает токи КЗ в сети вторичного напряжения. Последнее особенно важно для выбора коммутационных аппаратов на напряжении до 1000 В, которые имеют недостаточную коммутационную способность и электродинамическую стойкость при трансформаторах мощностью 1000 кВА и более.

При выборе трансформаторов следует иметь в виду, что в связи с ростом удельных плотностей электрических нагрузок во всех отраслях промышленности повысились наивыгоднейшие мощности цеховых подстанций по сравнению с теми, которые были рекомендованы в начале внедрения принципа разукрупнения цеховых подстанций.

• при плотности нагрузки до 0,2 кВА/м²целесообразно применять трансформаторы мощностью до 1000 кВА включительно;

• при плотности 0,2—0,3 кВА/м² и мощности цеха более 3000 Вт — мощностью 1600 кВА;

• при плотности более 0,3 кВА/м² целесообразность применения трансформаторов мощностью 1600 или 2500 кВА следует определять технико-экономическими расчетами.

При технико-экономическом сопоставлении следует учитывать возрастание токов КЗ на вторичном напряжении при применении трансформаторов большей мощности.

По условиям надежности действия защиты от однофазных коротких замыканий в сетях напряжением до 1000 В с глухозаземленной нейтралью следует применять на цеховых ТП трансформаторы со схемой соединения обмоток треугольник-звезда.

Плотность нагрузки по цехам представлена в таблице 3.3.

Таблица 3.3 Плотность нагрузки по цехам

№	Наименование цеха	Силовая нагрузка			Площадь цеха	Плотность нагрузки
№	Наименование цеха	P_м_S, кВт	Q_м_S, квар	S_м_S, кВА	S, м²	r, кВА/м²
1	2	3	4	5	6	7
1	Главный корпус	2102,96	2502,45	3268,75	31500	0,1
2	Блок вспомогательных цехов	1164,96	1426,47	1841,72	7200	0,26
3	Моторный цех	594,96	838,88	1028,44	7200	0,14
4	Литейный цех	528,04	626,04	818,99	10800	0,08
5	Кузнечный цех	511,76	595,75	785,38	9108	0,09
6	Деревообделочный, модельный	142,59	180,16	229,76	1728	0,13
7	Склад леса	35,32	39,75	53,17	1296	0,04
8	Компрессорная	155,12	107,89	188,95	1944	0,1
9	Материальный склад	42,16	48,96	64,61	2700	0,02
10	Склад сжатых газов	22,03	27,34	35,11	432	0,08
11	Насосная 2-го подъема	112,97	67,7	131,7	540	0,24
12	Склад и регенерация масла	171,2	216,03	275,64	540	0,51
13	Склад химикатов	24,86	29,48	38,56	648	0,06
14	Тепловозное депо	56,17	61,12	83,01	1152	0,07
15	Столовая	54,53	48,2	72,78	1152	0,06
16	Заводоуправление(3 этажа)	75,9	46,89	89,22	1080	0,08
17	Проходные, на каждую	7,47	4,32	8,63	54	0,16
Проходные, на каждую	7,47	4,32	8,63	54	0,16
Проходные, на каждую	7,47	4,32	8,63	54	0,16
18	Лаборатория	103,9	89,51	137,14	1080	0,13
19	Гараж	56,77	62,79	84,65	756	0,11
20	Экспериментальный цех	245,97	277,89	371,11	2808	0,13

В результате анализа мощности, площади и месторасположения цехов предполагается установка трансформаторов мощностью 250 кВ·А и 400 кВ·А.

3.3 Определение числа трансформаторов

Минимальное число трансформаторов одной мощности

, (3.2)

где Р_М_S - суммарная мощность цехов, где установлены трансформаторы одной мощности, кВт;

К_з – коэффициент загрузки трансформаторов;

S_н.т. – номинальная мощность трансформатора, кВА.

DN – добавка до ближайшего целого числа.

Оптимальное число трансформаторов

, (3.3)

где m – дополнительное число трансформаторов, определяется по рисунку 9.2 /17/.

Число трансформаторов мощностью 400 кВ·А

Число трансформаторов мощностью 250 кВ·А

3.4 Выбор местоположения ТП и распределение нагрузок по ТП

На проектируемом заводе устанавливаются КТП с трансформаторами ТМЗ 250/10 и ТМЗ 400/10. При питании от ТП нескольких РУ – 0.4 кВ ТП устанавливается в цехе с наибольшей нагрузкой. Если ТП необходимо ставить в цехе со взрыво-пожароопасной средой, то необходимо выполнять его отдельно стоящим, на расстоянии 12 –25 м от цеха. Если S_уд³(0,2¸0,3) кВ·А/м², то рекомендуется разносить трансформаторы по цеху, с целью уменьшения потерь. В таблице 3.4 приведено распределение нагрузки по ТП.

Таблица 3.4 Распределение нагрузки по ТП

№ КТП	№№ цехов	Р, кВт	Q, квар	N, шт	S_нт, кВА	Кз
1	2,17	1172,43	1430,79	4	400	0,73
2	15,16,17,18,19+нар.осв	305,995	264,56	1	400	0,76
3	1	2102,96	2502,45	7	400	0,75
4	7,9,12,13,17+охр.осв	300,21	338,54	1	400	0,75
5	3	594,96	838,88	2	400	0,74
6	6,20	388,56	458,05	2	250	0,78
7	5,8,14	723,05	764,76	4	250	0,72
8	4,10,11	663,04	721,08	4	250	0,66

Используются трансформаторные подстанции типа КТП-250/10/0,4 и КТП-400/10/0,4. При выборе числа и мощности трансформаторов учитывается необходимость максимального приближения полученного коэффициента загрузки трансформаторов К_з к выбранному ранее по /3/ значению 0,8.

3.5 Выбор низковольтных компенсирующих устройств

Суммарную расчетную мощность компенсаторных батарей низкого напряжения (НБК), устанавливаемых в цеховой сети, определяют по формуле

, (3.4)

где Q_нк1 - суммарная мощность НБК, которую находим по формуле

, (3.5)

где Q_max_m - наибольшая реактивная мощность, которую целесообразно передавать через трансформаторы данной номинальной мощности, в сеть напряжением 0,38 кВ, определяемая по формуле

, (3.6)

где N_опт, К_з, S_н.тр- соответственно оптимальное число, коэффициент загрузки трансформаторов единой мощности S_{н тр};

P_p, Q_p - соответственно расчетные максимальные активная и реактивная мощности нагрузок трансформаторов единой мощности;

Q_нк2 - дополнительная мощность, которую рассчитывают по формуле

, (3.7)

где g - коэффициент, который для двухступенчатой схемы питания трансформаторов от распределительных пунктов определяется по /17/ по формуле

(3.8)

где К_р1 = 9 - коэффициент, который определяется по /17/ в зависимости от числа смен работы предприятия и района его размещения;

коэффициент g для магистрали с числом трансформаторов более трех находим по формуле

(3.9)

Для ТП, питающихся от РП с синхронными высоковольтными двигателями, Q_нк2 не рассчитывается. Кроме того, в случае, если Q_нк2 < 0 , то принимается Q_нк2 = 0 .

По табл. 4 - 34 /8/ подбираются комплектные конденсаторные установки напряжением U_н = 0,38 кВ с таким расчетом, чтобы их стандартная мощность Q_{нк ст} была максимально приближена к расчетному значению Q_нк.

Определяем число и мощность НБК ТП1.

Коэффициент g определяется по формуле (3.9)

Находится наибольшая реактивная мощность, которую целесообразно передавать через трансформатор мощностью S_{н тр} = 400 кВА по (3.6)

квар

Определяется суммарная мощность НБК Q_нк1_S для данного цеха по формуле (3.5)

квар.

Дополнительная мощность НБК Q_нк2для ТП1 по формуле (3.7)

квар