Электроснабжение промышленных предприятий 2 (стр. 4 из 12)

- при преобладании нагрузок Ι категории для двухтрансформаторных ТП

;

- при преобладании нагрузок ΙΙ категории для однотрансформаторных ТП

;

- при преобладании нагрузок ΙΙ категории для однотрансформаторных ТП, а также при нагрузках 3 категории

.

Производим расчет числа и мощности трансформаторов для ГПП.

Определяем необходимую мощность трансформатора

кВА, (27)

где

- полная расчетная мощность по цеху, кВА;

N- число трансформаторов;

- коэффициент нагрузки.

Определим номинальную мощность трансформатора

Sн_тр = 0,7 S_р (28)

Производим проверку загрузки трансформаторов в нормальном и аварийном режиме работы.

Кз_норм.р = S_p/2S_нт < 1 (29)

Кз_ав.р = S_р/S_нт ≤ 1,4 (30)

Определяем потери мощности в трансформаторе:

∆ Рт = ∆Рхх + К²з.нт. ·∆ Ркз кВт (31)

∆Qт = Sнт + Iхх/100 +. К²з.нт ∆Qкз* Sнт·Uкз/100 кВА (32)

Применяя вышеперечисленные формулы получаем следующие данные

Определим номинальную мощность трансформатора по формуле (1.32)

S_нт = 9939,16*0,7=6957,4 кВА

По [ ] выбираем трансформатор типа ТМН-10000/110 со следующими данными: Р_хх =14 кВт, Р_кз =60 кВт, I_хх = 0,9%, Uкз =10,5%.

Данные по остальным трансформаторов сводим в таблицу (6)

Таблица 6. Данные выбранных трансформаторов

Наименование	Выбранный трансформатор	Кол-во	, кВт	, кВт	, %	,%
Цех №1	ТМ 1000/10	2	2.1	11,6	1,4	5,5	0,45	0,9
Цех №2	ТМ 400/10	4	0,92	5,5	2,1	4,5	0,45	0,91
Цех №3	ТМ 1000/10	4	2.1	11,6	1,4	5,5	0,52	1,04
Цех №4	ТМ 1600/10	2	2,8	18	1,3	5,5	0,45	0,9
Цех №5	ТМ 1600/10	2	2,8	18	1,3	5,5	0,35	0,71
Цех №6	ТМ 1600/10	2	2,8	18	1,3	5,5	0,46	0,93
ГПП	ТМН 10000/110	2	14	60	0,9	10,5	0,49	0,99

.

Производим проверку загрузки трансформаторов в нормальном и аварийном режиме работы по формуле (29)

Кз_норм.=9939,16/2*10000=0,49 < 0.7;

Кз_авр.=9939,16/10000=0,99 < 1,4 следовательно трансформатор выбран правильно

Коэффициент загрузки удовлетворяет аварийному режиму работы трансформатора.

Определяем потери мощности в трансформаторе по формуле(31 - 32).

∆ Рт = 2,1+0,45²*11,6=4,5 кВт

∆Qт = 14+11 = 25 кВАр

Данные по остальным цехам сводим в таблицу (7)

Таблица 7. Погрешности трансформаторов

Вид потерь № цеха	1	2	3	4	5	6	ГПП
∆ Рт	4,5	2,1	5,24	6,45	5	6,6	28,4
∆Qт	25	12,2	28,9	38,6	31,6	39,4	342,1

Рассчитаем нагрузки цехов с учетом потерь в трансформаторах

Определяем сумму потерь мощности в трансформаторах:

Δ Qт=∑Δ Qт (33)

∆ Рт=∑∆ Рт (34)

Определяем нагрузки с учетом потерь в трансформаторах:

Р_р=Р_р.з+∆ Рт (35)

Q_р= Q_р.з+ Δ Qт (36)

Определяем полную расчетную нагрузку завода с учетом потерь и компенсацией реактивной мощности:

S_р”=

Р_р²+( Q_р- Q_ку’)² (37)

Согласно вышеизложенных формул произведем расчет

Определяем суммарную потерю мощности в трансформаторах согласно формулам (33 - 34):

Δ Q=25+12,2+28,9+38,6+31,6+39,4+342,1=517,8 кВАР

∆ Рт=4,5+2,1+5,24+6,45+5+6,6+28,4=58,29 кВт

Определяем нагрузки с учетом потерь в трансформаторах согласно формулам (35 - 36):

Р_р=9643+58,29=9701,29 кВт

Q_р=10510+517,8=11027,8 кВАР

Определяем полную расчетную нагрузку завода с учетом потерь и компенсацией реактивной мощности по формуле (37):

S_р”=

9701,29²+(11027,8-11450)² = 94293280=9710 кВА

1.6. Выбор схемы внешнего энергоснабжения

Широкое применение получили схемы внешнего электроснабжения без выключателей на стороне высшего напряжения. Вместо выключателей применяют отделитель и короткозамыкатель, что уменьшает стоимость установленного электрооборудования.

При к.з. на ЛЭП отключается выключатель главного участка. При повреждениях трансформатора, наиболее частыми из которых являются межвитковые замыкания, срабатывает газовая защита, которая дает импульс на короткозамыкатель. Последний, включаясь, создает искусственное к.з. и отключается главного участка. В бестоковую паузу отключается отделитель и выключатель низкой стороны трансформатора ГПП. При этом секция шин низкого напряжения теряет питание, которое восстанавливается включением выключателя между секциями (АВР).

Питание электроэнергией ГПП осуществляется посредством воздушной линии с напряжением 110кВ.

Выбор сечения линий, питающих ГПП предприятия

Определяем расчетный ток линии:

I_р= S_р”/

3*U_н (38)

Определяем экономически целесообразное сечение линии

S_эк= I_р/j_эк, мм², (39)

где j_эк – экономическая плотность тока, j_эк=1.2 А/мм²

Определяем величину тока в аварийном режиме:

I_ав=2* I_р (40)

Условие проверки по нагреву

I_ав ≤ I_доп

Условие проверки по потере напряжения

ΔU=(P*R+Q*X)/ U_н ≤ 5% (41)

где R=r₀*l – активное сопротивление линии, Ом (42)

X=x₀l – реактивное сопротивление линии, Ом (43)

ΔU%=100* ΔU/U_н (44)

Согласно вышеизложенных формул произведем расчет

Определяем расчетный ток линии:

I_р=9710/2

3*110=26 А

Определяем экономически целесообразное сечение линии

S_эк=26/1,2=22 мм²

Принимаем по сталеалюминевый провод марки АС –25, I_доп=130 А, r₀=1,27 Ом/км, x₀=0,38 Ом/км

Определяем величину аварийной токовой нагрузки по формуле (40)

I_ав=2*26=52 А

52А ≤ 130А

Проверим данный провод по потерям согласно формулам (41,42,43) и (44)

R=1,27*14=17,78 Ом

X=0,38*14=5,32 Ом

ΔU=(9701,29*17,78+422,2*5,23)/110=1588,5 В

ΔU%=1,44% ≤ 5%, следовательно условие проверки провода по потерям напряжения выполняется.

Окончательно принимаем провод марки АС – 25.

1.7 Выбор схемы внутреннего энергоснабжения