Выбор числа цеховых трансформаторов и

Компенсация реактивной мощности на напряжение 0,4 кВ.

 

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:

Р_p0,4= 7187,03 кВт

Q_p0,4= 6728,7 квар;

S_p0,4= 9845,24 кВА.

Абразивный завод относится ко 1 категории потребителей, завод работает в три смены, следовательно, коэффициент загрузки трансформаторов К_зтр=0,7. Принимаем трансформатор мощностью S_нт=1000 кВА.

Для каждой технологически концентрированной группы цеховых трансформаторов одинаковой мощности минимальное их число, необходимое для питания наибольшей расчетной активной нагрузки, рассчитывается по формуле:

 

где Р_{р 0,4} – суммарная расчетная активная нагрузка;

к_з – коэффициент загрузки трансформатора;

S_нт – принятая номинальная мощность трансформатора;

DN – добавка до ближайшего целого числа

Экономически целесообразное число трансформаторов определяется по формуле: N _т..э = N _min + m,

где m – дополнительное число трансформаторов.

N _т..э - определяется удельными затратами на передачу реактивной мощности с учетом постоянных составляющих капитальных затрат З^*_п/ст.

З^*_п/ст= 0,5; к_з = 0,7; N _min = 11; DN = 0,74.

Тогда из справочника по кривым определяем m, для нашего случая m =0, значит N _т..э =11 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 2.1

 

 

Из условия баланса реактивной мощности на шинах 0,4 кВ определим величину Q_{нбк 1}:

 

Q_{нбк 1}+Q₁=Q_{р 0,4}, отсюда

Дополнительная мощность Q_нбк2 НБК для данной группы трансформаторов определяется по формуле:

 

Q_{нбк 2} =Q_{р 0,4} - Q_{нбк 1} - g ´ N_{т э} ´ S_нт

 

Принимаем Q_нбк2=0,

 

Определим мощность одной батареи конденсаторов, приходящуюся на каждый трансформатор:

 

На основании расчетов, полученных в данном пункте 2.3. составляется таблица 2.3. - Распределение нагрузок цехов по ТП, в которой показано распределение низковольтной нагрузки по цеховым ТП.

 

 

Таблица 2.4 - Распределение низковольтной нагрузки по цеховым ТП

№ Тп Sнт,кВА Qнбк	№ цехов	Рр0,4 кВт	Qр0,4 кВар	Sр0,4 кВA	Кз
ТП1÷ТП2   ТП1(2х1000) ТП2(1х1000) ∑Sнтр = 3000 Qнбк = 200*3= 600 квар   - Qнбк		99,04	96,32
	278,4	241,8
	53,82	38,81
	161,2	119,98
	578,56	424,28
	841,98	623,49
		1554,68	2543,46
		954,68	2227,91	0,74
ТП3÷ТП4   ТП1(2х1000) ТП2(1х1000) ∑Sнтр = 3000 Qнбк = 200*3= 600 квар   - Qнбк		143,8
	866,31
	301,64
	118,85
Наружное освещение	727,59
	2158,19	1444,12	2596,78
		844,12	2317,39	0,77

 

2.4. Уточненный расчет электрических нагрузок по заводу.

 

2.4.1 Определение потерь мощности в ТП.

 

Выбираем трансформаторы ТСЗЛ-1000-10/0.4

U_в=10кB, U_н=0,4кB, DP_хх=2кВт, DP_кз= 10,2 кВт, I_хх=1%, U_кз=5,5%

 

ТП-1,2:

 

ТП-3,4,5:

Q_р ТП_3,4,5=2711,2 квар, Q_{р нбк}= х,

 

тогда

,

 

сонда нақты реактивті қуаттылық: Q_{ф РП2}=5x450=2250 квар,

ал, компенсацияланбағанқуат мынаған тең:

 

Q_неск= Q_{р ТП3,4,5} – Q_{ф ТП3,4,5}= 2711,2-2250=461,2 квар.

 

2.4.2 Определение расчетной мощности синхронных двигателей.

 

Для компенсации реактивной мощности на стороне ВН используем СД 9-го цеха.

СДН-10-630

Р_{н СД} =630 кВт; N_СД =4; к _з = b = 0,85

Определим расчетные мощности для СД:

Р _{р СД} = Р _{н СД} ´ N_СД ´ к _з =630 ´ 4 ´ 0,85 =2142кВт.

Q _{р СД} = Р _{р СД} ´ tg j = 2142´ 0,5=1071кВАр.

 

Расчет параметров печи ДСП 12т 5-го цеха.

S_{н ДСП} =5000 кВА; N_ДСП =4; к _з =0,75.

Электропечной трансформатор ЭТЦПК 2500/10-74У3

Определим расчетные мощности для ДСП:

Р _{р ДСП} = Р _{н ДСП} ´ N_ДСП ´ к _з х cosj=5000 ´ 4 ´ 0,75 x 0,85 =12750 кВт.

Q _{р ДСП} = Р _{р ДСП} ´ tg j = 12750´ 0,62=7905кВАр.

 

Расчет параметров печи ДСП 6т 10-го цеха.

S_{н ДСП} =2800 кВА; N_ДСП =4; к _з =0,7.

Электропечной трансформатор ЭТЦПК 6300/10-74У3

Определим расчетные мощности для ДСП:

Р _{р ДСП} = S _{н ДСП} ´ N_ДСП ´ к _з х cosj=2800 ´ 4 ´ 0,7 x 0,85 =6664 кВт.

Q _{р ДСП} = Р _{р ДСП} ´ tg j = 6664´ 0,62=4131,68кВАр.

 

 

Расчет компенсации реактивной мощности

На шинах 10 кВ ГПП.

Составим схему замещения, показанную на рисунке 2.2.

 

Резервная мощность:

8723,603

6023,51

10601,13

15589,89

 

Q_рез=0,1×ΣQ_расч =0,1×(Q_р0,4+ΔQ_т+Q_{р ДСП}+ΔQ_{р ДСП})=0,1×(6023,5+498,3+ 4131,68+560+7905+1000)= 2011,8 кВАр.

 

Мощность, поступающая от энергосистемы:

Q_э=0,25×ΣP_р=0.25×(P_р0,4+ΔP_т+P_сд+ Р_{р ДСП}+ ΔР_{р ДСП})

Q_э=0,25×(8723,6+94,15+2142+6664+112+12750+200)= 7671,4кВАр.

 

Мощность ВБК определим из условия баланса реактивной мощности: Q_ВБК=Q_р0,4+ΔQ_т+Q_рез +Q_{р ДСП}+ΔQ_{р ДСП} -Q_э -Q_сд –Q_НБК

Q_ВБК=6023,5+498,3+4131,7+560+1000+7905-7671,4-1071-4866,4= 8521,4 кВАр.

Полученную реактивную мощность используем для индивидуальной компенсации реактивной мощности ДСП 12т. Для этого выбираем конденсаторные батареи для компенсации реактивной мощности типа УКРМ-10-900ЛУ3,

где Q_н =900 квар, n = 2, S Q_н = 1800 квар.

Уточненный расчет электрических нагрузок по заводу приведены в таблице 2.5 - Уточненный расчет нагрузок по заводу.

Таблица 2.5 -Уточненный расчет злектрических нагрузок по заводу.
№ ТП	№ цехов	Количество ЭП	Установленная мощность	Ки	Средняя нагрузка за макс.загр.см.	nэ	Км	Расчетная мощность	Кз
	n	Рmin/Pmax кВт	Общая ∑Рн квт		Рсм кВт	Qсм квар	Рр	Qр	Sр
ТП1-2 4х1600кВА     силовая осветительная Qнбк Итого			1-30				105,6
		8-50
		4-16			24,64
		10-25			251,25
		1-110		0,57				1,06	4336,46	2989,73
	398,75	162,705
	-1000
4735,11	2152,435	5201,46	0,81
ТП3 2х1600кВА   силовая осветительная Qнбк Итого			10-120
		10-70			183,6
		10-20			288,64
		10-120		0,59		847,24		1,09		847,24
	176,82	88,41
	-500
2247,82	435,65	2289,65	0,72
ТП4-6 6х1600кВА силовая осветительная Qнбк Итого			10-35				183,6
		10-220
		7-55			137,7
		7-220		0,59		3200,6		1,07	6757,05	3200,6
	304,62	159,12
	-1500
7061,67	1859,72	7302,45	0,76
ТП7-8 3х1600кВА силовая осветительная освещ.терр. Qнбк Итого			2-30
		1-35			197,12
		2-45			91,8
		8-30
		2-25
		1-45		0,43		668,92		1,09	954,84	668,92
	2557,32	224,91
3898,96	893,83
	-750
3898,96	222,23	3882,35	0,81
Итого на шинах 0,4кВ		17913,66	4671,035
Потери в трансф.-х		186,26	1014,4
Итого нагр. 0,4кВ привед		18099,9	5685,4
Цех дуговых печей ДСП 6т
Цех дуговых печей ДСП 12т
dPтрДСП dQтрДСП 6т
dPтрДСП dQтрДСП 12т
Компрессорная станция СД							-2125
Насосная СД							-1071
ВБК(4х600)			-1800
Итого		37417,9	9270,4	38409,3

3. Выбор схемы внешнего электроснабжения.

 

Питание может быть осуществлено от подстанции энергосистемы, на которой установлено два трансформатора мощностью по 63 МВА напряжением 115/37/10,5 кВ. Мощность энергосистемы 1000МВА. Расстояние от подстанции до завода 6.3 км. Завод работает в три смены. Стоимость электроэнергии 20 тг/кВтч. Завод работает в три смены. 1y.e.=200тг.

Для технико-экономического сравнения вариантов электроснабжения завода рассмотрим три варианта:

1. I вариант – ЛЭП 115 кВ;

2. II вариант – ЛЭП 37 кВ.

3. III вариант – ЛЭП 10,5 кВ.

 

I Вариант

Рисунок 3.1. I вариант схемы электроснабжения.

Выбираем электрооборудование по I варианту.

1. Выбираем трансформаторы ГПП:

Выбираем два трансформатора мощностью 10000 кВА.

Коэффициент загрузки:

Паспортные данные трансформатора:

Тип т –ра ТДН –25000/115/10,5;

S_н=25000 кВА, U_вн=115кВ, U_нн=10,5кВ, ΔP_хх=25кВт, ΔP_кз=120кВт,

U_кз=10,5%, I_хх=0,65%.

 

Потери мощности в трансформаторах:

активной:

реактивной:

Потери энергии в трансформаторах.

При трехсменном режиме работы Т_вкл=6000ч. Т_макс=6000ч.

Тогда время максимальных потерь:

Потери активной мощности в трансформаторах:

ΔW=2(ΔP_хх×T_вкл+ΔP_кз× τ ×K_з²);

ΔW=2(25×6000+120×4592×0,77 ²)=953423,24 кВтч.

 

2.ЛЭП –115 кВ.

Полная мощность, проходящая по ЛЭП:

Расчетный ток, проходящий по одной линии:

Ток аварийного режима:

I_а=2×I_р=2×97,4=194,8А

По экономической плотности тока определяем сечение проводов:

где j=1,1 А/мм² экономическая плотность тока при Т_м=6000ч и алюминиевых проводах.

Принимаем по условию коронирования провод АС–95/16 с I_доп=330А.

Проверим выбранные провода по допустимому току.

При расчетном токе:

I_доп= 330А>I_р=97.4А.

При аварийном режиме:

I_{доп ав}=1,3xI_доп=1,3x330=429A>I_ав=194,8A

 

Потери электроэнергии в ЛЭП:

где r₀=0,301 Ом/км - удельное сопротивление сталеалюминевого провода сечением 95 мм², l=6,3км - длина линии.

 

 

3.Выбор выключателей и разъеденителей на U=230 кВ.

 

Перед выбором аппаратов составим схему замещения (рис.3.2.) и рассчитаем ток короткого замыкания в о.е.

S_б=1000 МВА; U_б=115 кВ.

х_с= Sб /Sс= 1000/1000=1о.е.,