Правильное определение числа и мощности цеховых трансформаторов возможно только путем технико-экономических расчетов с учетом следующих факторов: категории надежности электроснабжения потребителей; компенсации реактивных нагрузок на напряжении до 1кВ; перегрузочной способности трансформаторов в нормальном и аварийном режимах; шага стандартных мощностей; экономичных режимов работы трансформаторов в зависимости от графика нагрузки.
Данные для расчета:
Рp0,4= 6297,2 кВт;
Qp0,4= 4945,3 квар;
Sp0,4= 12179,6 кВА.
Отделочная фабрика текстильного комбината относится ко 2 категории потребителей, завод работает в три смены, следовательно, коэффициент загрузки трансформаторов Кзтр=0,8.
При плотности нагрузки напряжением 380 В до 0,5 кВА/м2 принимаем трансформатор мощностью Sнт=1600 кВА.
Для каждой технологически концентрированной группы цеховых трансформаторов одинаковой мощности минимальное их число, необходимое для питания наибольшей расчетной активной нагрузки, рассчитывается по формуле:
,где Рр 0,4 – суммарная расчетная активная нагрузка;
кз – коэффициент загрузки трансформатора;
Sнт – принятая номинальная мощность трансформатора;
DN – добавка до ближайшего целого числа
Экономически целесообразное число трансформаторов определяется по формуле:
Nт.э = Nmin + m,
где m – дополнительное число трансформаторов;
Nт.э - определяется удельными затратами на передачу реактивной мощности с учетом постоянных составляющих капитальных затрат З*п/ст
З*п/ст= 0,5; кз = 0,8; Nmin = 6; DN = 0,761.
Тогда из справочника по кривым определяем m, для нашего случая m =1, значит Nт.э =5+1=6 трансформаторов.
По выбранному числу трансформаторов определяют наибольшую реактивную мощность Q1, которую целесообразно передать через трансформаторы в сеть напряжением до 1 кВ, определяется по формуле:
Рисунок 1.1
Из условия баланса реактивной мощности на шинах 0,4 кВ определим величину Qнбк1:
Qнбк 1+Q1=Qр 0,4, отсюда
Qнбк 1= Qр 0,4 - Q1=4945,3 – 4396,3 = 549 квар
Дополнительная мощность Qнбк2 НБК для данной группы трансформаторов определяется по формуле
Qнбк 2 =Qр 0,4 - Qнбк 1 - Nт э Sнт4945,3549 – 0,5 66403,7 квар
где 5 расчетный коэффициент;
=К1 К2 , сх. питания ТП).
К1=14; К2=40 - для трансформаторов мощностью Sнт6кВА согласно /таблице 2.1.,2.2., 13/.
Так как Qнбк2<0, то принимаю Qнбк2=0, отсюда следует, что
Qнбк=Qнбк 1+Qнбк 2 = 549 + 0 = 549 квар.
Определим мощность одной батареи конденсаторов, приходящуюся на каждый трансформатор:
Выбираем конденсатор НБК типа УКБН-0,38-100-150У30.
На основании расчетов составляем таблица 1.7 – «Распределение нагрузок цехов по ТП».
Т а б л и ц а 1.7 - Распределение низковольтной нагрузки по цеховым ТП | ||||||
№ТП, Sн.тр, QНБК | № цехов | РР0,4, кВт | QР0,4, квар | SР0,4, кВA | Кз | Ки |
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | |
ТП1 (2х1600) Σ Sн =3200 кВА | 1 2 3 4 5 осв. | 32,5 99,1 111,35 1132,46 740,69 132,09 | 21,6 68,2 60,45 1031,44 536,49 71,37 | 39,00 120,32 126,70 1531,78 914,57 150,14 | ||
Σ ТП1, кВт | 2248,22 | 1789,51 | 2873,47 | 1,25633 | ||
ТП2 (2х1600) Σ Sн =3200 кВА | 6 7 осв 9 10 11 | 192,0 1295,66 101,37 116,18 175,14 137,73 | 77,0 1132,05 8,44 50,68 133,20 89,46 -400,0 | 206,90 1720,55 101,72 126,76 220,04 164,23 | ||
QНБК = 4х100 | ||||||
Σ ТП2, кВт | 2018,12 | 1490,85 | 2509,07 | 1,353665 | ||
Σ ТП1,2, кВт | 4266,3 | 2880,4 | 5147,64 | 0,8 | ||
ТП3 (2х1600) Σ Sн = 3200 кВА | 12 13 14 15 16 17 18 осв | 55,68 336,80 97,41 886,1048 116,24 221,57 479,74 151,79 | 27,57 233,36 66,42 680,74 79,13 187,32 405,70 75,89 -200 | 62,13 409,74 117,90 1117,40 140,62 290,14 628,29 | ||
QНБК =2х100 | ||||||
Σ ТП 3, кВт | 2345,33 | 1756,13 | 2929,95 | 1,305498 | ||
Σ ТП3 кВт | 2345,33 | 1556,13 | 2814,63 | 0,8 |
1.6 Определение потерь в цеховых трансформаторах
Выбираем трансформатор ТСЗ-1600/6
Uвн=6 кВ, Uнн=0,4 кВ, DРхх =4,2 кВт, DРкз=16 кВт, Uкз% =5,5, Iхх%=1,5, соединение обмоток D/Y о–11 (Л-5, Т.27.6)
Потери мощности в трансформаторах определяем по формулам
(7.1) , (7.2)где
(7.3) (7.4)Подставляем в формулы (7.1-7.4) каталожные данные:
(7.5)1. ТП, ТП2
2. ТП3
3. Суммарные потери в трансформаторах:
1.7 Расчет нагрузки синхронных двигателей
На отделочной фабрике установлены следующие СД 6 кВ:
Насосы СТД-630-23УХЛ4: Рн=630 кВт, Sном=595 кВА, h=95,8%, Iп /Iн=5,66, Ммакс /М н = 2,08
Расчётная мощность СД:
Р р.сд.=Рном×Кз (кВт)
Рр.сд.=Рном×Кз=630×0,85=535,5 кВт.
Максимальная реактивная мощность СД (по условию устойчивой работы):
, гдеРном – номинальная активная мощность двигателя;
Кп.р.м. – коэффициент перегрузки по реактивной мощности (определяется по справочным данным);
Кпд – коэффициент полезного действия.