2.2 Вибір числа й потужності цехових трансформаторів і підстанцій
Вибираємо число підстанцій і потужність трансформаторів для харчування споживачів U=0.4 кВ, якщо встановлена потужність на підприємстві S=3776,у складі підприємства є споживачі першої категорії, тому що в складі підприємства є споживачі першої категорії, то для забезпечення надійності й безперебійності електропостачання на кожній трансформаторній підстанції необхідно передбачити установку двох однакових по потужності трансформаторів, завантаження трансформаторів потрібно робити так: у нормальному режимі кожний трансформатор повинен працювати в економічно доцільному режимі, тобто із завантаженням 60-70% від його номінальної потужності. В аварійному режимі, коли один трансформатор відключився, а трансформатор, що залишився в роботі, взяв би на себе навантаження трансформатора, що відключився, і його перевантаження становило 20-40%. для харчування низьковольтного навантаження будемо використовувати трансформаторні підстанції, на яких установлюються спеціальні силові трансформатори ТМЗ.
Ці трансформатори випускають напругою на первинної обмотки 6-10 кВ, а вторинної 0,4 кВ. Номінальної потужності 630, 1000, 1600 кВа.
Допустимо, що в нормальному режимі кожний трансформатор на підстанції працює з коефіцієнтом завантаження 0,65. Коли в аварійному режимі один трансформатор бере на себе подвійне завантаження коефіцієнт завантаження 1,3. Тому що жоден із трансформаторів, що випускаються, ТМЗ із урахуванням припустимих перевантажень не може взяти на себе все навантаження підприємства те необхідно вибрати кілька трансформаторних підстанцій.
Тут і далі по тексту формул використані скорочення:
S max - максимальна повна потужність.
S п/ст. - потужність підстанції.
n - кількість підстанцій.
S тр. - потужність трансформатора.
К з.а - коефіцієнт завантаження в аварійному режимі.
К з.н - коефіцієнт завантаження в нормальному режимі.
Знайдемо необхідне число підстанцій.
1) Визначаємо потужність для двох підстанцій.
Визначаємо орієнтовну потужність трансформатора, уважаючи, що в аварійному режимі його коефіцієнт завантаження повинен бути 1,3.
Визначимо коефіцієнт завантаження в нормальному режимі для кожного під варіанта.
1а) Трансформатор потужністю 1000 кВа.
1б) Трансформатор потужністю 1600 кВа.
2) Визначаємо потужність для трьох підстанцій.
Визначаємо орієнтовну потужність трансформатора, уважаючи, що в аварійному режимі його коефіцієнт завантаження повинен бути 1,3.
Визначимо коефіцієнт завантаження в нормальному режимі для кожного під варіанта.
2а) Трансформатор потужністю 630 кВа.
2б) Трансформатор потужністю 1000 кВа.
Висновок: Із всіх варіантів вибираємо 2б. Орієнтовна потужність трансформатора 630 кВа, уважаємо, що в аварійному режимі його коефіцієнт завантаження повинен бути від 0,6 К 0,7.
Марка трансформатора ТМЗ-1000/10-65 первинна обмотка напругою 10 кВ вторинна 1 кВ.
(Р х.х = 3,3 кВа
(Р к.з =12,3 кВа
U к.з = 5,5 %
I х.х = 2,8 %
Для високовольтної лінії беремо одну трансформаторну підстанцію, в аварійному режимі трансформатор візьме на себе все навантаження й буде перевантажений на 30%, тобто буде працювати з коефіцієнтом завантаження 1,3.
Визначаємо орієнтовну потужність трансформатора.
Визначимо коефіцієнт завантаження.
а) Трансформатор потужністю 6300 кВа.
б) Трансформатор потужністю 10000 кВа.
Висновок: Із всіх варіантів вибираємо 2а. Орієнтовна потужність трансформатора 630 кВа вважаючи, що в аварійному режимі його коефіцієнт завантаження повинен бути від 0,6 К 0,7.
Марка трансформатора ТМ-6300/10 первинна обмотка напругою 10 кВ вторинна 6,3 кВ.
( Р х.х = 12,3 кВа
( Р к.з = 46,5 кВа
U к.з = 6,5 %
I х.х = 3 %
2.3 Розрахунок втрат потужностей у трансформаторах
Тут і далі по тексту формул використані скорочення:
Q - реактивна потужність.
X - індуктивний опір.
P - активна потужність.
U - напруга.
Розраховуємо втрати потужності в силовому трансформаторі марки
ТМ-6300/10 напруга живильного ланцюга 10 кВ.
S max = 417 кВа,
Знайдемо втрати потужності холостого ходу.
Знайдемо втрати потужності при короткому замиканні.
Визначимо індуктивний опір.
Знаючи індуктивний опір визначимо реактивні втрати трансформатора.
Знайдемо втрати потужності в трансформаторі.
Знайдемо втрати повної потужності в трансформаторі.
Визначаємо повну потужність.
Знаючи повну потужність, знайдемо струм.
Розраховуємо втрати потужності в силовому трансформаторі марки
ТМ-1000/10 напруга живильного ланцюга 10 кВ.
Знайдемо втрати потужності холостого ходу.
Знайдемо втрати потужності при короткому замиканні.
Визначимо індуктивний опір.
Знаючи індуктивний опір, визначимо реактивні втрати трансформатора.
Знайдемо втрати потужності в трансформаторі.
Знайдемо втрати повної потужності в трансформаторі.
Визначаємо повну потужність.
Знаючи повну потужність, знайдемо струм.
Всі вихідні й отримані дані заносимо в таблицю №2.
Таблиця №2.
|
№ п.п |
S тр |
U н1 |
U н2 |
I х.х |
U к.з |
DP х.х |
DP к.з |
DQ х.х |
К н |
К з.а |
X тр |
|
кВ |
кВ |
кВ |
% |
% |
кВт |
кВ |
кВар |
квар квар |
|
Ом |
|
|
1 |
6300 |
10 |
6 |
3 |
6,5 |
12,3 |
46,5 |
189 |
0,05 |
1,36 |
0,00103 |
|
2 |
1000 |
10 |
0,4 |
2,8 |
5,5 |
3,3 |
12,2 |
28 |
0,05 |
1,26 |
0,0055 |
|
К з.н |
DP тр |
DQ тр |
DS тр |
P max |
Q max |
S max |
S n |
I n |
|
|
кВар |
кВар |
кВА |
кВт |
кВар |
кВА |
кВа |
А |
|
0,68 |
140 |
755 |
769 |
7020 |
4843 |
8560 |
9329 |
534 |
|
0,63 |
28 |
115 |
118 |
1069 |
648 |
1258 |
1376 |
79 |
2.4 Вибір марки й перетину кабелів
Приймаємо наступні довжини кабелів.
L1 = 2.4 км.
L2 = 50 м.
L3 = 200 м.
L4 = 200 м.
L5-7 = 100 м.
Поправочні коефіцієнти на число кабелів лежачих поруч у землі або в трубах.
|
N |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
|
k |
1 |
0,9 |
0,85 |
0,8 |
0,78 |
0,75 |
Для кабелів прокладених по повітрю поправочні коефіцієнти не враховуються.
Як високовольтні кабелі будемо вибирати марку ААШВ. У якості низьковольтних АВВГ (5-7 кабель).
Приймемо економічну щільність струму по ПУЕ jек =1,8 А/мм2. Ця величина буде використовуватися при виборі високовольтних кабелів.
Для вибору низьковольтних кабелів табличне значення економічної щільності струму збільшуємо на сорок відсотків .
Приймаємо Xо =0,08 Ом/км.
Тут і далі по тексту формул використані скорочення:
I - струм.
S ек. - перетин кабелю.
j ек. - економічну щільність струму.
n каб. - число кабелів.
(U - втрати напруги.
r - активний опір.
(- коефіцієнт корисної дії двигуна.
К ПК – поправочний коефіцієнт.
1. Вибираємо марку й перетини першого кабелю.
Знайдемо повний струм навантаження.
Визначаємо економічний перетин кабелю.
Знаючи повний струм навантаження, знаходимо струм кабелю.
Визначимо пропускний струм кабелю.
Вибираємо найбільший перетин кабелю, а по ньому найближче стандартне й довгостроково припустимий струм по таблиці.
S = 185 мм2, I = 310 А.
Знайдемо пропускний струм лінії.
Розрахуємо активний опір.
