2 Выбор цеховых трансформаторов и расчет компенсации реактивной мощности

2.1 Выбор цеховых трансформаторов

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

, (2.1)

где Рр – расчетная активная нагрузка цеха, кВт;

Sномт – номинальная мощность трансформатора, кВ∙А;

βт – коэффициент загрузки трансформатора.

Рассмотрим расчет числа трансформаторов на примере цеха №1, результаты остальных расчетов аналогичны и сведены в таблицу 2.1.

,

принимаем число трансформаторов =2.

Таблица 2.1 – Выбор числа и мощности цеховых трансформаторов

№ цеха	Рр, кВт	Qр, квар	Sр, кВ∙А	βт	Sт, кВ∙А	Nmin	Nт
1	1095,09	1046,15	1514,49	0,65	1000	1,68	2
2+3	3098,66	2345,09	3886,02	0,65	1600	2,98	3
4+5+6+11	1765,79	1699,75	2450,96	0,7	1600	1,58	2
7+8	595,73	691,17	912,48	0,7	1000	0,85	1
9	322,54	233,62	398,25	0,7	630	0,73	1
10	1191,30	1891,95	2235,77	0,65	1000	1,83	2

Для установки выбираем трансформаторы ТМГ11-1600,ТМГ12-1000 и ТМГ12-630, параметры которых приведены в таблице 2.2.

Таблица 2.2 – Технические характеристики трансформаторов

Тип	Номинальная мощность, кВ∙А	Потери, кВт		Напряжение КЗ, %	Ток холостого хода, %
		холостого хода	КЗ
ТМГ11-1600	1600	2,15	16,5	6,0	0,4
ТМГ12-1000	1000	1,1	10,5	5,5	0,5
ТМГ12-630	630	0,8	6,7	5,5	0,6

2.2 Расчет компенсации реактивной мощности

Наибольшее значение реактивной мощности, которое может быть передано через трансформаторы в сеть до 1кВ при принятом коэффициенте загрузки трансформаторов β_Т, определяется по следующему выражению (для масляных трансформаторов) в квар:

, (2.2)

где коэффициент 1,1 учитывает допустимую систематическую перегрузку трансформатора.

Суммарная мощность блока низковольтных конденсаторов БНК по критерию выбора минимального числа трансформаторов:

Q_нк1= Q_рн - Q_т (2.3)

где Q_рн – расчётная реактивная нагрузка до 1кВ рассматриваемой группы трансформаторов, квар.

Если Q_нк1< 0, то следует принять Q_нк1= 0, т.е. блок низковольтных конденсаторов не устанавливают.

Величина Q_нк1 распределяется между цеховыми трансформаторами прямо пропорционально их реактивным нагрузкам. Затем выбираются стандартные номинальные мощности БНК для сети до 1кВ каждого трансформатора.

Определим на примере мощность БНК для цеха №1. Значение реактивной мощности, которое может быть передано через трансформатор в сеть до 1кВ по выражению (2.2):

Суммарная мощность блока низковольтных конденсаторов по формуле (2.3):

.

Реактивная мощность БНК, присоединённых к каждому трансформатору:

. (2.4)

По таблице 1, [4] выбираем конденсаторную установку типа АКУ 0,4-50-10У3.

Аналогично произведём расчёты для остальных цехов завода, и результаты сведём в таблицу 2.3.

Таблица 2.3 – Расчёт низковольтных конденсаторных батарей

№ цеха	Qр, квар	Рр, кВт	SТ, кВ∙А	NТ	Qт, квар	, квар	Тип батарей на один трансформатор	Суммарная мощность БНК с учетом NТ, квар
1	1046,15	1095,09	1000	2	919,60	126,55	АКУ 0,4-50-10У3	100
2+3	2345,09	3098,66	1600	3	1475,45	869,64	АКУ 0,4-250-25У3	840
4+5+6+11	1699,75	1765,79	1600	2	1718,51	-18,76	-	-
7+8	691,17	595,73	1000	1	487,85	203,32	АКУ 0,4-175-25У3	200
9	233,62	322,54	630	1	362,34	-128,73	-	-
10	1891,95	1191,30	1000	2	791,01	1100,94	АКУ 0,4-275-25У3	1100
								2240

Коэффициент загрузки трансформатора с учётом компенсации реактивной мощности:

, (2.5)

где - расчетная нагрузка цеха с учетом компенсации реактивной мощности.

, (2.6)

где - суммарная номинальная мощность конденсаторных установок с учетом числа трансформаторов, квар.

Потери активной мощности в трансформаторе, кВт:

. (2.7)

Потери реактивной мощности в трансформаторе, квар:

. (2.8)

Определим потери в трансформаторе для моторосборочного цеха № 1. Для этого определим коэффициент загрузки трансформатора:

кВА;

.

По формулам (2.7) и (2.8) определим потери активной и реактивной мощности в трансформаторах:

кВт;

квар.

Аналогично произведём расчёты потерь для остальных цехов и результаты занесем в таблицу 2.4.

Таблица 2.4 – Расчёт потерь мощности в трансформаторах

№ цеха	Sр, кВА	NТ	SТ, кВА	βт	∆Pт, кВт	∆Qт, квар
1	1447,22	2	1000	0,72	13,20	67,60
2+3	3485,11	3	1600	0,73	42,39	190,22
4+5+6+11	2450,96	2	1600	0,70	27,40	102,24
7+8	788,25	1	1000	0,79	16,90	63,90
9	398,25	1	630	0,70	5,49	20,76
10	1430,52	2	1000	0,72	17,22	77,39
Итого					80,77	371,27