Проектирование системы электроснабжения завода станкостроения. Электроснабжение цеха обработки корпусных деталей (стр. 3 из 11)

Количество трансформаторов на цеховых подстанциях определяется категорией надежности питаемых ЭП.

Число трансформаторов на подстанциях обычно принимают 1 или 2.

Следует заметить, что в большинстве случаев нагрузка трансформаторов в производственных цехах не однородна по надежности электроснабжения, и даже если указаны потребители I-II категории всегда присутствуют потребители III категории (10-20%), которые в аварийных случаях можно отключить без ущерба для производства.

Двухтрансформаторные подстанции применяются при преобладании ЭП I-II категорий, а также для питания ЭП II-III категорий в энергоемких цехах с удельной плотностью нагрузки более 0,4 кВ.А/м2.

Коэффициент загрузки силовых трансформаторов определяем по формуле:

(3.1)

где Sp – полная расчётная мощность;

N – количество трансформаторов;

Sнтр – номинальная мощность трансформатора

Коэффициент загрузки К_з принимается:

- для двухтрансформаторных подстанций при преобладании нагрузок Iкатегории 0,65-0,7, при преобладании нагрузок II категории 0,7-0,8;

- для однотрансформаторных подстанций с учетом взаимного резервирования нагрузок II категории К_з = 0,7-0,85, а при нагрузках III категории 0,85-0,95.

Указанные коэффициенты загрузки должны находиться в указанных пределах после проведения мер по компенсации реактивной мощности. Поэтому выбор количества и мощности трансформаторов осуществляется в два этапа.

На первом этапе выбирают количество и мощность трансформаторов на подстанциях. Мощности же трансформаторов для цехов со значительным потреблением реактивной мощности (Qс.p. ³ 500-700 квар), там где предполагается проведение компенсации реактивной мощности, намечают из расчета завышенного против нормы коэффициента загрузки.

На втором этапе после проведения расчетов по компенсации реактивной мощности по цехам и предприятию и после уточнения нагрузок следует повторно определить Кз трансформаторов и скорректировать мощности и количество трансформаторов в цехах, где была проведена компенсация реактивной мощности.

При решении вопроса электроснабжения объектов с небольшими нагрузками (до 150-200 кВ×А, склады, гаражи и т. п.), чтобы не проектировать подстанции с трансформаторами малой мощности, допускается присоединять эти нагрузки к подстанции близлежащего цеха. Оценить целесообразность присоединения указанных нагрузок к подстанции с учетом расстояния L между подстанцией и присоединяемой нагрузкой Sp можно по приближенной эмпирической формуле:

SpL £ 15000 кВ.А×м. (3.2)

В случае объединения нагрузок, их расчетные активные и реактивные мощности складываются.

Распределение нагрузки по ТП сводим в таблицу 3.1.

Таблица 3.1 – Выбор трансформаторов цеховых подстанций

Уд.	Кат.	Кол. и	Коэф.
Цех, объект	Расчетные нагрузки				мощ.	пот.	мощн.	загр.
тр-в
Р_р,	Q_p,	S_p,		S_уд., кВА/м²	NS_тр.	К_з
кВт	кВар	кВА		S_уд., кВА/м²	NS_тр.	К_з
1	2	3	4		5	6	7	8
1. Склад металла	93,9	74,5		119,6	0,05	III	21600	0,85
2. Ремонтно-литейный цех	2594,3	165,6		2599,5	2,12	I-II	21600	0,7
3. Кузнечно – сварочный цех	1623,2	1682,4		2337,8	1,29	II	21600	0,75
4. Кузнечно - штамповочный	1704,6	1780,7		2465,1	2,19	II	21600	0,75
5. Механический	750,3	788,02		1088,1	0,77	II	21000	0,7
6.Механосборочный	1008,1	801,15		1287,6	0,91	II-III	21000	0,7
7. Термический	2276,7	1283,9		2613,7	1,3	II	21600	0,7
8. Модельный	136,2	124,2		184,3	0,11	II	21600	0,7
9.Заводоуправление, столовая	317,4	214,6		383,2	0,3	III	1+600	0,9
10. Автогараж	47,4	52,4		70,7	0,19	III	1+600	0,9
11. Компрессорная с насосной	252,3	214,7		331,3	0,38	II	21600	0,75
12. Цех тяжелого машиностроения	1298,3	874,3		2033,6	1,41	II	21600	0,75
13. Наружное освещение	278	139		310	III	Кп.1

4 КОМПЕНСАЦИЯ РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ

Производим расчет мощности компенсирующих устройств, которые необходимо установить в сетях до 1 кВ.

Группируем цеха с трансформаторами мощностью S_н.т. = 1600 кВА.

Таблица 4.1 – Расчет компенсирующих устройств

Расчетные нагрузки			Уточненное
Номерцеха	Р_р, кВт	Q_p, кВардо комп./после комп.	S_p, кВАдо комп./после комп.	N ´ S_тр_.	Q_НБК/Q_факт_.N ´ Q_БК,кВар	N ´ S_тр
1	2	3	4	5	6	7
2+Н осв	2872,3	304,6/4,6	2910,5/2872,3	2 ´ 1600	117,01/1502(75)	2 ´ 1600
3	1623,2	1682,4/982,4	2337,8/1897,4	2 ´ 1600	646,3/7002(300+50)	2 ´ 1600
4	1704,6	1780,7/1080	2465/2018,3	2 ´ 1600	684,1/7002(300+50)	2 ´ 1600
7,8	2413	1408,1/858,1	2798/2561,1	2 ´ 1600	541/5502(200+75)	2 ´ 1600
9,10+Н осв	660,02	409,4/139,4	778,8/674,6	2 ´400	227,2/2702(135)	2 ´400
5,11+Н осв	1280,6	1141,7/871,7	1730,3/1549,1	2 ´ 1000	247/2702(135)	2 ´ 1000
12	1298,3	874,3/604,3	2000,6/1432	2 ´ 1000	227/2702(135)	2 ´ 1000
1,6+Н осв	1380	1014,6/744,6	1718,1/1568,1	2 ´ 1000	264/2702(135)	2 ´ 1000
Итого	8613,1	3785,8/2336	6 ´ 1600	1441/1450

Определяем минимальное число трансформаторов для данной группы цехов:

N_мин. = + DN(4.1)

N_мин =

+ DN = 6,56 + 0,44 = 7

Находим оптимальное число трансформаторов:

N_опт. = N_мин. + m. (4.2)

Значение m находим по графику, m = 0, N_опт. = 7.

Наибольшую реактивную мощность, которую целесообразно передавать в сеть до 1кВ через трансформаторы, определяем по формуле:

Q_макс.т. = ; (4.3)

Q_макс.т. =

= 3187,5 кВар

Суммарная мощность батарей на напряжение до 1 кВ составит:

Q_нк1= Q_p - Q_макс.т(4.4)

Q_нк1= 5175,8-3187,5 = 1988,3 кВар

Определяем дополнительную мощность в целях оптимального снижения потерь:

Q_нк2 = Q_p - Q_нк1 - g·N_опт.·S_н.тр. (4.5)

Q_нк2= 5175,8-1988,3-0,45·7·1600 = -1852,5 кВар

Практические расчеты показали, что для Западной Сибири с достаточной степенью точности при магистрально радиальной схеме внутризаводского электроснабжения можно принимать значения g = 0,45 при напряжении 6 кВ.

Так как получилось, что Q_нк2 < 0, то для данной группы Q_нк2принимаем равной нулю.

Находим суммарную мощность низковольтных конденсаторных батарей:

Q_нк = Q_нк1 + Q_нк2_. (4.6)

Q_нк = 1988,3 + 0 = 1988,3 кВар

Распределяем конденсаторные батареи между цехами пропорционально потребляемой ими реактивной мощности:

Q_нбк_i =

; (4.7)

Принимаем стандартные значения комплектных конденсаторных установок из номинального ряда:20; 40; 50; 75; 100; 135; 150; 200; 300; 450; 600.

Для цехов № 2+Н осв, 3,4,7+8.

Q_бк1 = 2 ´75 = 150 кВар

Q_бк2 = 2 ´ 300+2 ´ 50 = 700 кВар

Q_бк3 = 2 ´ 300+2 ´ 50 = 700 кВар

Q_бк4 = 2 ´ 200+2 ´ 75 = 550 кВар

Тип конденсаторных батарей:

2 ´ УКБН-0,38-75-50 УЗ Q_н= 75 кВар

2 ´ УКБН-0,38-50 - 50УЗ Q_н= 50 кВар

2 ´ УКБН-0,38-200-50 УЗ Q_н= 200 кВар

2 ´ УКБН-0,38-300-50 УЗ Q_н= 300 кВар

Уточняем количество и мощность трансформаторов.

Для этого определяем полную расчетную мощность цеха:

S_pi =

(4.8)

Определяем коэффициент загрузки:

К_з = .(4.9)

Группируем цеха с трансформаторами мощностью S_н.т. = 1000 кВА.

Таблица 4.2 – Расчет компенсирующих устройств

Расчетные нагрузки			Уточненное
Номер цеха	Р_р, кВт	Q_p, кВардо комп./после комп.	S_p, кВАдо комп./после комп.	N ´ S_тр_.	Q_НБК/Q_факт_.N ´ Q_БК,кВар	N ´ S_тр
1	2	3	4	5	6	7
5,11,Носв	1280,6	1141,7/871,7	1730,3/1549,1	2 ´ 1000	267/2702(135)	2 ´ 1000
1,6,Носв	1380	1014,6/744,6	1718,1/1568,1	2 ´ 1000	264/2702(135)	2 ´1000
12	1298,3	874,3/604,3	2000,6/1432	2 ´ 1000	227/2702(135)	2 ´ 1000
Итого	3959	3626,4/626	6 ´ 1000	758,3/810

Определяем минимальное число трансформаторов для данной группы цехов: