2.2 Выбор количества и мощности цеховых трансформаторов

Определяется оптимальная мощность цеховых трансформаторов в соответствии с рекомендациями [5].

Для этого находится удельная мощность цеха по выражению:

; (2.1)

где – площадь цеха, м²

при ;

при ;

при ;

При выборе мощности трансформаторов в цехах желательно, чтобы на предприятии было не более двух габаритов трансформаторов, т.к. при большом количестве разных по мощности трансформаторов, возникают большие сложности с их заменой в аварийных режимах.

Количество трансформаторов в цехах определяется по выражению:

; (2.2)

где - коэффициент загрузки трансформаторов.

Коэффициент загрузки рекомендуется принимать в следующих пределах:

=0,65-0,7 для двух трансформаторных подстанций при наличии электроприемников первой и второй категории;

=0,75-0,85 для двух трансформаторных подстанций при наличии электроприемников второй и третьей категории;

=0,9-0,95 для одно трансформаторных подстанций.

Определенное по (2.2) число трансформаторов округляется до ближайшего целого числа в меньшую сторону, если дробная часть меньше 0,5 и в большую сторону, если дробная частьбольше 0,5.

Результаты расчета числа и мощности цеховых трансформаторных подстанций сводятся в таблицу 2.1.

Таблица 2.1 – Расчет числа и мощности цеховых ТП

Наименование цеха	, кВА	, м2	, кВА/м2	, кВА	, о.е.	, шт

В таблице 2.2 приводятся технические данные цеховых трансформаторов, которые берутся из приложения А.

Таблица 2.2 – Технические данные цеховых трансформаторов

, кВА	, кВ	, кВ	, %	, кВт	, кВт	, %

2.3 Расчет компенсации реактивной мощности в сети 0,4 кВ цехов

По заданным ицехов определяетсяикаждого цеха по выражениям:

; (2.3)

; (2.4)

В соответствии с рекомендациями [6,9] суммарная расчетная мощность конденсаторных батарей в сети 0,4 кВ при числе цеховых трансформаторов более трех определяется по выражениям:

; (2.5)

где - мощность батарей по первому критерию;

- мощность батарей по второму критерию.

Первый критерий определяет выгодно ли сократить число трансформаторов за счет увеличения степени компенсации реактивной мощности.

Второй критерий определяет выгодно ли увеличить мощность конденсаторных батарей для снижения потерь энергии в сети 6-10 кВ и трансформаторах.

По первому критерию минимальное число трансформаторов (при их числе больше трех) необходимое для питания расчетной нагрузки, определяется по выражению [6,9]:

; (2.6)

где - добавка до ближайшего целого числа.

Выражение (2.6) предполагает полную компенсацию реактивной мощности, однако при этом может получиться большая мощность . Поэтому определяется экономически оптимальное число трансформаторов:

; (2.7)

где m– дополнительное число трансформаторов, зависящее от значения удельных затрат на передачуQс учетом постоянных составляющих капитальных затрат З^*:

;

где - усредненные приведенные затраты на конденсаторные установки напряжением до и выше 1000 В и трансформаторные подстанции соответственно. При отсутствии точных данных поизначениеmможно найти по рисунку 2.1

а) б)

Рисунок 2.1 – Графики для определения дополнительного числа трансформаторов при :

а - 0,7-0,8; б – 0,9-1,0; 1 – зона m=0; 2 – зонаm=1; 3 – зонаm=2

По выбранному количеству трансформаторов вычисляют наибольшую реактивную мощность, которую целесообразно передать через трансформаторы в сеть напряжением до 1000 В:

. (2.8)

Тогда мощность конденсаторов по первому критерию будет равна:

; (2.9)

Если , то по первому критерию установка компенсирующих устройств не требуется и следует принять.

Дополнительная мощность конденсаторных батарей по второму критерию определяется по выражению [6]:

, (2.10)

где - расчетный коэффициент, значение которого зависит от показателей к₁, к₂и схемы питания цеховых подстанций (рисунок 2.2).

а) б)

Рисунок 2.2 – Графики для определения коэффициента γ для напряжения 10 кВ:

а – для радиальной схемы питания трансформаторов; б – для магистральной схемы питания трансформаторов

Коэффициенты к₁и к₂определяются по таблицам 2.3 и 2.4.

Таблица 2.3 – Значения коэффициента к₁

Энергосистема	Количество рабочих смен	к1
Центра, Северо-Запада, Юга	1 2 3	24 12 11
Средней Волги	1 2 3	19 13 12

Таблица 2.4 – Значения коэффициента к₂

Ном. мощность трансформатора, кВА	к2 при длине питающей линии l, км
	До 0,5	0,5-1,0	1,0-1,5	1,5-2,0	Более2,0
400 630 1000 1600 2500	2 2 2 3 5	4 7 7 10 16	7 10 10 17 26	10 15 15 23 36	17 27 27 40 50

Если при расчете по (2.10) , то следует принять.

При числе цеховых трансформаторов три и менее .

После определения находится мощность конденсаторов, которую надо установить в сети 0,4 кВ одного трансформаторапо выражению:

, (2.11)

Уточняется мощность цеховых трансформаторов с учетом компенсации реактивной мощности.

Производится выбор комплектных конденсаторных установок по приложению А. Число конденсаторных установок должно быть не менее числа цеховых трансформаторов .

Уточняется расчетная реактивная нагрузка цехов с учетом компенсации реактивной мощности, по выражению:

;

Результаты расчета следует свести в таблицу (по образцу табл. 2.5, 2.6).

Таблица 2.5 – Результаты расчета компенсации реактивной мощности в сети 0,4 кВ

Наименование цеха	, кВт	, квар	, шт	, шт	, шт	, квар	, квар		, квар

Таблица 2.6 – Выбор типа и мощности конденсаторных установок

Наименование цеха	, квар	Тип КУ	Количество, шт	, квар	, квар