Электроснабжение промышленных предприятий

       tg

з=Q_р/P_р   (23);

       где tg _з –тангенс угла сдвига фаз завода;

       tg

з=11936/9928=1,2

       Мощность  компенсирующего устройства определяю  из формулы:

       Q_{к у}=P_р*(tg

з-tg _с)   (24)

       где Q_{к у}- мощность компенсирующего устройства завода, кВАр;

              tg _с- тангенс угла сдвига фаз энергосистемы.

       tg _с для энергосистемы Донбасса равен 0,05.

       Q_{к у}=9928*(1,2-0,05)=11417,2 кВАР 

       По  справочнику [ ] принимаем тип батарей статконденсаторов. Определяем количество батарей статконденсаторов по формуле:

       n=Q_{к у}/q   (25);

       где n- количество батарей статконденсаторов;

              q- мощность одной батареи, кВАр;

       n=11417,2/50≈229

       Округляю  количество батарей статконденсаторов  до ближайшего целого числа.

 

       Определяю фактическую мощность компенсирующего  устройства по формуле:

       Q_{к у}’=n’*q   (26);

       где: Q_{к у}’- фактическая мощность компенсирующего устройства, кВАр;

              n’- округлённое число батарей статконденсаторов.

       Q_{к у}’=228*50=11450 кВАр

       Определяю расчётную полную мощность завода с  учётом компенсации реактивной мощности из выражения:

       S_p’=

P_p²+(Q_p-Q_{к у}’)²   (27);

       S_p’=

9928²+(11936-11450)²⁼ 98801380=9939,16 кВА 

       Окончательно к установке в цеховой ТП принимаю батарею статконденсаторов типа КС – 6,3/75, схема соединения которых приведена на рис. 1, а схема подключения к шинам 10кВ приведена в графической части курсового проекта. 
 

       

 

    Рисунок.1 Присоединение батареи стат.конденсаторов к шинам 

    

    

    1.4. Выбор места расположения ГПП 

    С целью определения места расположения ГПП предприятия, а также цеховых  ТП при проектировании строят картограмму  электрических нагрузок. Картограмма представляет собой размещенные на генеральном плане предприятия или плане цеха окружности, площадь которых соответствует в выбранном масштабе расчетным нагрузкам. Целесообразно строить картограммы отдельно для активной и реактивной нагрузок, так как питание потребителей активной и реактивной мощностью может осуществляться от разных источников

    Проводим  две диагонали из углов цеха, место их пересечения и будет центром цеха. Переводим центр на координатную плоскость определяем X, Y.

    Находим координату X центра завода.

          X ₀=Ppi·X/∑Ppi (24)

    где – Ppi – Рр активная нагрузка цеха, кВт

          X – координата центра цеха по X, мм

          ∑Ppi – активная мощность завода.

    Находим координату Y центра завода

          Y₀= Qpi·Y/∑Qpi (25)

    где – Qpi – Qр активная нагрузка цеха, кВАр

          Y – координата центра цеха по Y, мм

          ∑Qpi – активная мощность завода, мм 

    Находим радиус нагрузок в цехах по формуле 

    

          (26) 

    где – Рр – расчётная активная мощность цеха, кВт

          m – масштаб по чертежу m=0,1

          π = 3.14 

Таблица 4. Координаты центра цехов

 

Применяя  вышеперечисленные формулы получаем следующие данные

    Находим координату X₀ по формуле (24)

    X₀=943*87+1700*256+2200*578+1500*155+1400*408+1900*650/(943+1700+

    +2200+1500+1400+1900)= 3827541/9643=395 мм

    

      
 

    Находим координату Y₀ по формуле (25)

Y₀=943*317+1700*317+2200*320+1500*110+1400*110+1900*112/(943+1     700+2200+1500+1400+1900)=215 мм

    Находим радиусы нагрузок 1 цеха по формуле (26)

    r₁=√943/3,14·0,15=√943/0,471= 54,8 мм

    Данные  по радиусам остальных цехов сводим в таблицу 5. 

                    Таблица 5. Радиусы нагрузок цехов

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

1.5 Выбор числа и мощности трансформаторов 

    На  цеховых подстанциях устанавливается, как правило, два трансформатора. Установка одного трансформатора допускается только при наличии потребителей лишь третьей категории.

    Установка трёх трансформаторов возможна в  виде исключения при наличии специального обоснования.

    Отечественной промышленностью выпускаются трансформаторы для цеховых трансформаторных подстанций 6/0,4 кВ до 1600 кВА. При необходимости подачи большей мощности строят несколько ТП, но не увеличивают мощность трансформаторов на ТП.

    Для двухтрансформаторной ТП выбор мощности трансформатора осуществляется по формуле: рекомендуется принимать следующие коэффициенты загрузки трансформаторов:

    - 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

. 

    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

 

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: