Вибір економічної потужності та числа цехових трансформаторів

Приймаємо до уваги, що трансформаторна підстанція даного цеха буде здійснювати живлення споживачів цеху розрахункова потужність яких:

Цех №1:

;

кВт;

;

квар.

Тоді загальне навантаження буде складати:

кВА.

Вибираємо варіанти для порівняння виходячи з питомої густини навантаження:

де F ₁ - площа 1 цеху;

Найбільш економічним, згідно [1] є трансформатори з S _н=630 кВА.

Виходячи з характеристики цеха в якості варіантів для порівняння приймаємо:

1-двотрансформаторна підстанція з трансформатором S _н=630 кВА;

2- двотрансформаторна підстанція з трансформатором S _н=1000 кВА;

 

Мінімальну кількість цехових трансформаторів однакової потужності , що призначені для живлення технологічно зв’язаних навантажень, знаходять за виразом:

де - коефіцієнт завантаження (згідно [1]);

- номінальна потужність трансформатора, кВА;

- дробовий доданок до найближчого цілого числа.

Економічно оптимальне число трансформаторів:

n _{тр е}= n _{тр min}+ m;

m = f (n _{тр min}, К _з, n _тр)

В обох випадках m =0, тому n _{тр е}= n _{тр min}=2.

 

Вибираємо трансформатор:

І – ТМ -630/10: S _н=630 кВА; U ₁/ U ₂=10/0,4 кВ

Δ Р _н.х.=0,73 кВт; Δ Р _к.з.=5,2 кВт

U _к.з.=4,5 %; I _н.х.=1,7 %.

Ціна трансформатора – 69350 грн.

 

ІІ – ТМ -1000/10: S _н=1000 кВА; U ₁/ U ₂=10/0,4 кВ

Δ Р _н.х=1,9 кВт; Δ Р _к.з=12,2 кВт

U _к.з=5,5 %; I _н.х=1,7 %.

Ціна трансформатора –90000 грн.

За рахунок та з’являється некомпенсована потужність Q_max.т , яка передаватиметься через трансформатори в мережу 0,38 кВ визначають її за виразом:

Q _max.т= ,

де k _з.ф – фактичний коефіцієнт завантаження:

;

;

;

Q _max.т1= квар;

Q _max.т2= квар.

 

Потужність батареї статичних конденсаторів напругою до 1000 В

Знаходимо додаткову потужність низької напруги КБ за виразом

,

де γ- розрахунковий коефіцієнт, який визначається в функції показників К₁ та К ₂, схеми та напруги розподільчої мережі.

Показник К ₁ характеризує відношення питомих витрат на низько- та високовольтні конденсатори і в практичних розрахунках для енергетичної системи України.

Показник К ₂ - враховує віддаленість ТП від ГПП та потужність трансформаторів.

 

К ₁=11 – троьхзмінне підприємство;

К ₂=3; γ=0,53-1 варіант;

К ₂=5; γ=0,53-2 варіант.

Оскільки Q _нк2<0, то додаткову кількість батарей встановлювати не треба.

Знаходимо втрати потужності в трансформаторі:

Δ Р _т=Δ Р _х+ К _з²Δ Р _кз,

де – коефіцієнт завантаження

;

;

Знаходимо річне число годин використання максимуму втрат:

Знаходимо річну вартість 1 кВт активних втрат та втрат н.х.

де а =0,973 грн/кВт∙год.; b =0,156 грн./ кВт∙год.- ставка двоставкового тарифа по Київенерго

;

Визначимо витрати по варіантам

Вибираємо перший варіант, як той, що відповідає умовам електропостачання споживачів 2 категорії.

Перевірка трансформатора на перенавантаження

,

де К _н.доп=1,4 - допустимий коефіцієнт перевантаження трансформатора

;

630< 694,114 кВА.

Умова не виконується, тому приймаємо до встановлення трансформатор типу ТМ-1000/10.

 

Цех №2:

Приймаємо розрахункову потужність цеху 2 більшу в 1,2 рази ніж в
цеху 1

;

кВт;

;

квар.

Тоді загальне навантаження буде складати:

кВА.

Вибираємо варіанти для порівняння виходячи з питомої густини навантаження:

де F ₁ - площа 1 цеху;

Найбільш економічним, згідно [1] є трансформатори з S _н=1000 кВА.

Виходячи з характеристики цеха в якості варіантів для порівняння приймаємо:

1-двотрансформаторна підстанція з трансформатором S _н=1000 кВА;

2- однотрансформаторна підстанція з трансформатором S _н=1600 кВА;

 

Мінімальну кількість цехових трансформаторів однакової потужності , що призначені для живлення технологічно зв’язаних навантажень, знаходять за виразом:

де - коефіцієнт завантаження (згідно [1]);

- номінальна потужність трансформатора, кВА;

- дробовий доданок до найближчого цілого числа.

Економічно оптимальне число трансформаторів:

n _{тр е}= n _{тр min}+ m;

m = f (n _{тр min}, К _з, n _тр)

В обох випадках m =0, тому n _{тр е}= n _{тр min}=2 і 1.

 

Вибираємо трансформатор:

І – ТМ -1000/10: S _н=1000 кВА; U ₁/ U ₂=10/0,4 кВ

Δ Р _н.х=1,9 кВт; Δ Р _к.з=12,2 кВт

U _к.з=5,5 %; I _н.х=1,7 %.

Ціна трансформатора –90000 грн.

 

ІІ – ТМ -1600/10: S _н=1600 кВА; U ₁/ U ₂=10/0,4 кВ

Δ Р _н.х.=3,3 кВт; Δ Р _к.з.=16,5 кВт

U _к.з.=5,5 %; I _н.х.=1,3 %.

Ціна трансформатора – 110000 грн.

 

За рахунок та з’являється некомпенсована потужність Q_max.т , яка передаватиметься через трансформатори в мережу 0,38 кВ визначають її за виразом:

Q _max.т= ,

де k _з.ф – фактичний коефіцієнт завантаження:

;

;

;

Q _max.т1= квар;

Q _max.т2= квар.

 

Потужність батареї статичних конденсаторів напругою до 1000 В

Знаходимо додаткову потужність низької напруги КБ за виразом

,

де γ- розрахунковий коефіцієнт, який визначається в функції показників К₁ та К ₂, схеми та напруги розподільчої мережі.

Показник К ₁ характеризує відношення питомих витрат на низько- та високовольтні конденсатори і в практичних розрахунках для енергетичної системи України.

Показник К ₂ - враховує віддаленість ТП від ГПП та потужність трансформаторів.

 

К ₁=11 –троьхзмінне підприємство;

К ₂=3; γ=0,53-1 варіант;

К ₂=5; γ=0,53-2 варіант.

Оскільки Q _нк2<0, то додаткову кількість батарей встановлювати не треба.

Знаходимо втрати потужності в трансформаторі:

Δ Р _т=Δ Р _х+ К _з²Δ Р _кз,

де - коефіцієнт завантаження

;

;

Знаходимо річне число годин використання максимуму втрат:

Знаходимо річну вартість 1 кВт активних втрат та втрат х.х.

;

де а =0,973 грн/кВт∙год.; b =0,156 грн./ кВт∙год.- ставка двоставкового тарифа по Київенерго

Визначимо витрати по варіантам

 

Вибираємо перший варіант, як той, що відповідає умовам електропостачання споживачів 2 категорії.

Перевірка трансформатора на перенавантаження

,

де К _н.доп=1,4 - допустимий коефіцієнт перевантаження трансформатора.

;

1000> 832,94 кВА.

Умова виконується, тому приймаємо до встановлення трансформатори типу ТМ-1000/10.