Выбор числа, мощности и типа трансформаторов цеховых трансформаторных подстанций предприятия

 

Мощность трансформаторов цеховых трансформаторных подстанций зависит: от величины нагрузки трансформаторов подстанции, их категории по надежности электроснабжения, от размеров площади на которой они размещены и т.д. При одной и той же равномерно распределенной нагрузки с увеличением площади цеха должны уменьшаться единичная мощность трансформаторов, т.к. это уменьшает длину питающих линий цеховой сети и потери электроэнергии в них.

Существует связь между экономически целесообразной площадью отдельного трансформатора цеховой ТП и плотностью электрической нагрузки цеха, полученной на основании технико-экономических расчетов.

Плотность электрической нагрузки определяется по формуле:

 

, (19)

 

где  - расчетная электрическая нагрузка цеха, кВ·А;

 - площадь цеха, м².

Величина плотности электрической нагрузки рассчитывается в предположении равномерного распределения электрических нагрузок по площади цеха.

Мощность трансформаторов корректируется в зависимости от величины расчетной нагрузки цеха, а также ее категории, числа типоразмеров трансформаторов на предприятии и ряда других факторов.

Количество трансформаторов определяем по формуле:

 

, (20)

 

где  - расчетная активная нагрузка цеха от низковольтных потребителей, кВт;

 - допустимый коэффициент загрузки трансформаторов в нормальном режиме. Принимается равным: 0,6 - 0,7 для ТП, питающей потребителей 1 категории; 0,7 - 0,8 для ТП, питающей потребителей 2 категории; 0,9 - 0,95 для ТП, питающей потребителей 3 категории по надежности электроснабжения.

 - выбранная номинальная мощность трансформаторов цеховых ТП, кВ·А.

Принимается ближайшее целое число трансформаторов.

Количество трансформаторов одной подстанции зависит от категории электроприемников по надежности электроснабжения. Обычно однотрансформаторные подстанции принимают для питания потребителей 3 категории. Двухтрансформаторные подстанции используются для питания потребителей 1 и 2 категорий.

Наибольшая реактивная мощность, которую трансформаторы могут пропустить из сети 10 кВ в сеть с напряжением 0,4 кВ:

 

. (21)

 

Величина  является расчетной, поэтому в общем случае реактивная нагрузка трансформаторов  ей не равна:

 

 (22)

 

При  трансформаторы подстанции не могут пропустить всю реактивную нагрузку и поэтому часть ее должна быть скомпенсирована с помощью батарей конденсаторов на стороне низкого напряжения.

Мощность низковольтных конденсаторных батарей:

 

. (23)

 

Они должны устанавливаться на ТП обязательно.

Коэффициент загрузки трансформаторов в нормальном и послеаварийной режиме определяется по формуле:

 

. (24)

. (25)

 

Практически все ТП внутрицеховые встроенные, располагаются как можно ближе к центру электрических нагрузок, т.к. это наиболее экономично, с точки зрения расходов проводникового материала. Для данного предприятия используются трансформаторы типа ТМЗ мощностью 400, 800, 1000 кВ·А. В цехах предусмотрены комплектные трансформаторные подстанции. Выбор типа зависит от условий установки, охлаждения, состояния окружающей среды и т.д. Экономически выгодным также является объединение нагрузок, и установка ТП не в каждом цехе. Питание цехов может осуществляться от соседней ТП, установив лишь низковольтные распределительные пункты (НРП). Данное решение зависит от величины нагрузки, расстояния до соседней ТП, стоимости электроэнергии и т.д. Установка НРП в цехе экономически выгодно, если выполняется соотношение:

 

, (26)

 

где  - полная расчетная нагрузка цеха, кВ·А;

 - расстояние от РПН до соседней ТП, м.

Результаты расчетов по выборы трансформаторов сведены в таблицу 4. Местоположение цеховых ТП и НРП показано на генеральном плане предприятия (рисунок1).

Потери активной и реактивной мощности в силовых трансформаторах определяются по формулам:

 

; (27)

, (28)

 

где , , , - паспортные данные трансформаторов;

 - число трансформаторов, установленных на данной ТП.

 

Рисунок 1. Генплан с размещением ТП