Электроснабжениt промышленных предприятий

 

Расположение ГПП в центре электрических нагрузок невозможно ввиду стесненности территории. Так же ГПП, расположенная на территории завода будет создавать помехи технологическому транспорту. Следовательно,  целесообразно разместить главную понизительную подстанцию непосредственно за территорией завода, со стороны подстанции системы электроснабжения.

 

5 Выбор  числа и предварительной мощности трансформаторов на ГПП. Компенсация реактивной мощности

 

5.1 Предварительный выбор трансформаторов на ГПП

 

 

Произведем предварительный выбор трансформаторов на ГПП. Однотрансформаторные подстанции допускается  использовать для питания приемников III категории и II категории при резервировании от соседнего ТП. Двухтрансформаторные подстанции применяются для питания приемников I, II категории и III категории при неравномерном графике нагрузки.

Мощность трансформаторов определяем по среднесменной потребляемой мощности, Sр, за наиболее нагруженную смену:

 

(5.1)

 

где Sр – мощность предприятия за наиболее загруженную смену, кВА, берется из таблицы 3;

Kз – коэффициент загрузки трансформаторов, при наличии приемников II категории Кз=0,65÷0,7;

n – число трансформаторов на подстанции, n=2.

 

 

Выберем ближайшее стандартное значение мощности трансформатора Sнт=2500кВА. Определим коэффициент загрузки:

 

.

(5.2)

 

Предварительно выбираем трансформатор ТМН-2500/35.

 

5.2 Компенсация реактивной мощности

 

 

Согласно /4/ предельные значения коэффициента реактивной мощности для потребителей, присоединенным к сетям напряжением 6 - 35 кВ составляет tgφ= 0.4, соответственно cosφ= 0.93.  Для выполнения этого условия необходимо скомпенсировать реактивную мощность.

Так как в компрессорной используются синхронные двигатели целесообразно использовать их в качестве компенсаторов реактивной мощности.

Согласно /2/ максимальная мощность генерируемая в сеть СД, Qдр, с учетом того, что СД имеет загрузку по активной мощности меньше номинальной, может быть принята равной:

 

.

(5.3)

 

где Qдн – номинальная реактивная мощность СД, кВАр.

 

.

(5.4)

 

где Рн – номинальная активная мощность СД;

      tgφ – номинальный коэффициент реактивной мощности;

      η – КПД двигателя.

 

В компрессорной установлены два двигателя СДН 14-44-10 и СДН 14-56-10 параметры двигателей описаны в таблице 5.

 

Таблица 5 – Параметры синхронных двигателей

 

Тип двигателя	Рн, кВт	Cosφ	tgφ	η, %
СДН 14-44-10	630	0.88	0.54	93.8
СДН 14-56-10	800	0.9	0.48	94.4

 

Определим реактивную мощность двигателей:

 

 

 

Определим максимальную реактивную мощность, генерируемую каждым двигателем:

 

 

 

Суммарная генерируемая мощность двигателей:

 

(5.5)

 

Для компенсации оставшейся реактивной мощности установим комплектную конденсаторную установку типа УК 6/10Н-1350 номинальной мощностью Qн= 1350кВАр.

Фактическая компенсированная мощность определяется по выражению:

 

.

(5.6)

 

Определим реактивную мощность после компенсации:

 

.

(5.7)

 

Определим полную расчетную мощность Sр:

 

(5.8)

 

Определим коэффициент мощности:

 

(5.9)

 

Требования приказа Минпромэнерго №49 выполняются.

 

 

6 Окончательный  выбор трансформаторов на ГПП. Выбор цеховых трансформаторов

 

6.1 Выбор трансформаторов на ГПП

 

 

Согласно /5/ выбираем трансформатор по среднеквадратичной мощности на основе суточного графика нагрузки предприятия. График представлен на рисунке 1.

 

 

Рисунок 1 – Суточный график нагрузок для деревообрабатывающей промышленности

 

Определяем мощности ступеней графика нагрузок:

 

(6.2)

 

где - относительная мощность активной и реактивной нагрузки, определяется по рисунку 1.

                           

 кВА.

 

Расчет остальных ступеней аналогичен, результат сведен в таблицу 6.

 

Таблица 6 – Определение ступеней графика нагрузок.

 

t, ч	Рi/100%	Pр,кВт	Qi/100%	Qр,кВАр	Si, кВА
1	0,38	4056,46	0,15	1437,5	2561,8
2	0,37	4056,46	0,18	1437,5	2541,7
3	0,34	4056,46	0,16	1437,5	2434,2
4	0,3	4056,46	0,14	1437,5	2286,0
5	0,28	4056,46	0,17	1437,5	2226,8
6	0,3	4056,46	0,15	1437,5	2290,5
7	0,4	4056,46	0,12	1437,5	2613,4
8	0,6	4056,46	0,32	1437,5	3245,6
9	0,9	4056,46	0,5	1437,5	3980,3
10	1	4056,46	0,55	1437,5	4194,2
11	0,9	4056,46	0,52	1437,5	3985,5
12	0,75	4056,46	0,42	1437,5	3634,4
13	0,68	4056,46	0,45	1437,5	3481,3
14	0,88	4056,46	0,55	1437,5	3951,8
15	0,85	4056,46	0,44	1437,5	3859,5
16	0,78	4056,46	0,4	1437,5	3696,1
17	0,75	4056,46	0,44	1437,5	3640,1
18	0,8	4056,46	0,41	1437,5	3743,1
19	0,78	4056,46	0,38	1437,5	3690,5
20	0,7	4056,46	0,35	1437,5	3498,8
21	0,72	4056,46	0,32	1437,5	3536,8
22	0,78	4056,46	0,39	1437,5	3693,3
23	0,58	4056,46	0,22	1437,5	3162
24	0,38	4056,46	0,18	1437,5	2573,9

 

По полученным данным строим суточный график нагрузки, представлен на рисунке 2.

 

 

 

Рисунок 2 – Суточный график нагрузки

 

Определим среднеквадратичную мощность:

 

(6.3)

 

Определим коэффициент начальной загрузки:

 

(6.4)

 

Определим коэффициент загрузки трансформатора в нормальном режиме:

 

(6.5)

 

Коэффициент соответствует экономической загрузке трансформатора /2/. Так как систематическая нагрузка трансформаторов меньше их номинальной мощности, поэтому выбранные трансформаторы проверяются только на аварийную перегрузку. Согласно /7/ коэффициент аварийной перегрузки для масляного трансформатора, при θохл=-13,1°С, за h=2ч :

 

К2=1,3.

 

Проверим выбранный трансформатор на аварийную перегрузку:

 

(6.6)

 

 

Проведем проверку при отключении 20% потребителей 3 категории:

 

 

 

 

При выходе одного из трансформаторов из строя нужно отключить 20% приемников 3 категории. Оставшийся трансформатор должен работать в аварийном режиме до устранения причин аварии. Выбранный трансформатор сможет работать в аварийном режиме только 2 часа, что является недостаточным.

Выбираем трансформатор ТМН-4000/35. Коэффициент загрузки в аварийном режиме:

 

 

Трансформатор может работать в продолжительном режиме с перегрузкой 5% при номинальном напряжении /7/.  

 

Таблица 7 – Технические данные трансформатора ТМН-4000/35

 

Тип	Sн, МВА	Uвн,кВ	Uнн, кВ	Рх, кВт	Рк, кВт	uкв-н, %	Iх, %
ТМН-4000/35	4	35	11	5,6	33,5	7,5	0,9

 

6.2 Выбор цеховых трансформаторов

 

 

Выбор цеховых трансформаторов производится по расчетной мощности.

Для питания приемников III категории допускается применение однотрансформаторных ТП. Главным критерием выбора является систематическая перегрузка. Оптимальный коэффициент загрузки для однотрансформаторных ТП составляет 0,85-0,95 /2/. Исходя из картограммы нагрузок, целесообразна установка одной ТП на несколько цехов, что позволит уменьшить расходы на монтаж и сэкономить место. Цеха №5, №13, №14 запитаем от однотрансформаторной ТП. Определим полную мощность цехов:

 

(6.7)

 

где Рр и Qр – активные и реактивные мощности цехов соответственно, берутся из таблицы 3.

Выбираем трансформатор ТСЗ-630/10. Определим коэффициент загрузки:

 

(6.8)

 

Коэффициент соответствует экономической загрузке трансформатора. Расчет остальных ТП аналогичен результаты приведены в таблице 8.

 

Таблица 8 – Характеристики трансформаторов

 

№ ТП	Кол-во трансфор- маторов	Марка трансформатора	Кз	Sн, кВА	Uвн, кВ	Uнн, кВ	Рхх, кВт	Ркз, кВт	uкв-н, %	Iх, %
1	1	ТСЗ-630/10	0,95	630	10	0,4	2	7,3	5,5	1,5
2	1	ТСЗ-400/10	0,95	400	10	0,4	1,3	5,4	5,5	3
3	1	ТМ-1000/10	0,97	1000	10	0,4	2,4	11	5,5	1,4
4	1	ТСЗ-400/10	0,86	400	10	0,4	1,3	5,4	5,5	3
5	2	ТСЗ-250/10	0,7	250	10	0,4	1	3,8	5,5	3,5
6	2	ТСЗ-630/10	0,7	630	10	0,4	2	7,3	5,5	1,5
7	2	ТМ-250/10	0,8	250	10	0,4	0,61	3,7	4,5	1,9
8	2	ТМ-250/10	0,74	250	10	0,4	0,61	3,7	4,5	1,9
9	2	ТМ-1000/10	0,65	1000	10	6,3	2,45	11,6	5,5	1,4