Выбор цеховых трансформаторов и расчет компенсации реактивной мощности

В качестве источников реактивной мощности на данном предприятии планируем использовать в первую очередь батареи низковольтных конденсаторов (БНК) напряжением до 1 кВ. Не учитывается реактивная мощность, которую можно получать из энергосистемы, так как производится электроснабжение отдельного участка предприятия.

Расчёт компенсации реактивной мощности выполняем в несколько этапов. Первоначально предприятие, состоящее из отдельных зданий, разбиваем на несколько технологически концентрированных групп цеховых трансформаторов одинаковой единичной мощности. В пределах каждой группы все трансформаторы должны иметь одинаковый коэффициент загрузки и один вид компенсирующих устройств. Предварительно необходимо определить расчетные нагрузки трансформаторов, учитывая предельные возможности передачи мощности по линиям до 1кВ.

Для каждой группы трансформаторов принимаем единичную номинальную мощность и коэффициент загрузки, после чего определяем минимальное число трансформаторов. Затем производим расчёт установленной мощности батарей низковольтных конденсаторов в сетях до 1кВ каждого цехового трансформатора, а также для предприятия в целом. После этого уточняем активную и реактивную нагрузки предприятия с учетом потерь мощности в трансформаторах.

Анализ баланса реактивной мощности на границе раздела гидроучастка и энергосистемы не производится.

Расчетные нагрузки цехов до 1кВ с учетом освещения представлены в таблице 3.5.

Объединим отдельные цеха в группы:

Произведем расчет электрической нагрузки для группы объединённых цехов № 1,№ 2,№ 6,№ 7, № 8.

Коэффициент использования равен:

Эффективное число электроприемников:

По найденным значениям и по [2] в таблице П2 находим значение коэффициента расчетной нагрузки: 0,85.

Расчетные нагрузки для объединенных цехов вычисляется следующим образом:

Аналогичный расчет проводится для остальных цехов. Результаты пересчета нагрузок с учетом объединения цехов отображены в таблице 4.1.

Таблица 4.1 Расчетная нагрузка объединённых цехов

Для каждой группы цеховых трансформаторов одинаковой мощности определяется минимальное их число, необходимое для питания расчётной активной нагрузки, по выражению:

(4.1).

где P_р — расчетная нагрузка, кВт;

S_т — мощность трансформатора кВА;

в_т — коэффициент загрузки трансформатора.

Рассмотрим расчет числа трансформаторов на первой группе цехов. По формуле (4.1):

Принимаем число трансформаторов равным 2.

Для установки выбираем трансформаторы ТМГ11−1000/10-У1 параметры которых приведены в таблице 4.3.

Результаты остальных расчетов сведем в таблицу 4.2 Технические характеристики трансформаторов для ТП приведены в таблице 4.3.

Таблица 4.2 — Выбор трансформаторов.

Таблица 4.3 — Технические характеристики трансформаторов.

Тип трансформатора.	кВ•А.	кВт.	кВт.	%.	%.
ТМГ11−1000/10-У1.		1,4.	10,8.	5,5.	0,5.

Передача по электрическим сетям реактивной мощности снижает пропускную способность линий и трансформаторов по активной мощности и вызывает дополнительные потери активной мощности и напряжения.

Существует много способов для снижения потребляемой реактивной мощности (установка высоковольтных синхронных двигателей, конденсаторные установки и т. д.). На данном предприятии для снижения потребляемой реактивной мощности предусмотрим установку батарей низковольтных конденсаторов (БНК).

Наибольшее значение реактивной мощности, которую можно передать через масляный трансформатор в сеть до 1кВ:

(4.2).

где 1,1 — учитывает допустимую систематическую перегрузку трансформатора.

Суммарная мощность БНК:

(4.3).

где.

Q_р — расчётная реактивная нагрузка до 1 кВ, рассматриваемой группы, квар.

Если Q_нк1 0, то её следует принять равной 0.

Мощность БНК, приходящаяся на один трансформатор:

. (4.4).

Расчет мощности БНК покажем на примере для группы цехов 1,2,6,7,8. Наибольшее значение реактивной мощности, которую можно передать через трансформатор ТМГ11−1000/10 в сеть до 1кВ по (7.2):

квар.

Суммарная мощность БНК по (7.3):

квар, Выполняется условие Q_нк1 0, поэтому устанвка БНК для первой группы цехов не предусматривается Для остальных цехов выбор БНК аналогичен и сведен в таблицу 4.4.

Таблица 4.4 — Выбор БНК.

Определение дополнительной установки БНК не производится, так как дипломный проект предусматривает электроснабжение отдельного участка предприятия.

Потери активной мощности в трансформаторе:

(4.5).

где ДР_х — потери холостого хода, кВт;

ДР_кз — потери короткого замыкания, кВт;

S_p — полная расчетная мощность с учетом низковольтных батарей, кВА.

. (4.6).

Потери реактивной мощности:

(4.7).

где S_ном — номинальная мощность трансформатора, кВА;

I_х — ток холостого хода, %;

U_к — напряжение короткого замыкания, %.

Приведем пример расчета для группы цехов 1,2,6,7,8. По (4.5) — (4.7):

.

.

.

Для ТП результаты расчета приведены в таблице 4.5.

Таблица 4.5 — Результаты расчета потерь в трансформаторах