Предварительный выбор числа и мощности трансформаторов цеховых подстанций производится на основании требуемой степени надежности электроснабжения и распределения между ТП потребителей электроэнергии до 1 кВ. Нормальный режим работы – раздельная работа трансформаторов, это предусматривается в целях уменьшения токов короткого замыкания и позволяет применить более легкую и дешевую аппаратуру на стороне низшего напряжения трансформаторов.
Номинальная мощность цеховых (SНТ) выбирается по расчетной мощности, исходя из условия экономичной работы трансформаторов (60-80%) в нормальном режиме и допустимой перегрузки (на 30-40%) от SНТ в послеаварийном режиме.
В соответствии с ГОСТ 14209-85 и 11677-75 цеховые трансформаторы имеют следующие номинальные мощности: 100, 160, 250, 400, 630, 1000, 1600, 2500 кВА. В настоящее время цеховые ТП выполняются комплектными (КТП) и во всех случаях, когда этому не препятствуют условия окружающей среды и обслуживания, устанавливаются открыто.
Ориентировочный выбор числа и мощности цеховых трансформаторных подстанций производится по удельной плотности нагрузок (σ):
,
где SР – расчетная нагрузка цеха (кВА); F – площадь цеха (м2).
Если плотность нагрузок σ < 0,2, то рекомендуется принимать трансформаторы до 1000 кВА, если 0,2 < σ < 0,3 то трансформаторы должны быть 1600 кВА, если σ > 0,3 кВА / м2, то трансформаторы рекомендуется принимать 1600-2500 кВА.
После выбора мощности трансформаторов определим их количество:
,
где КЗ – это коэффициент загрузки в нормальном режиме. Он определяется как:
,
и должен быть равен 0,65-0,7 для цехов I категории; 0,7 – 0,8 для цехов II категории и 0,9-0,95 для цехов III категории.
Коэффициент загрузки в аварийном режиме должен быть не более 1,4 и определяется как:
Ориентировочный выбор мощности цеховых трансформаторов. представлен
в таблице. 5,4.
Таблица 5,4. Ориентировочный выбор мощности цеховых трансформаторов.
| № по плану | Наименование | Sp∑, кВА | F, м² | σ, кВА/м² | Sн.т.,кВА |
| Ремонтно-механический цех | 301,88 | 0,48 | 1600-2500 | ||
| Административное здание, столовая, КПП. | 194,39 | 0,22 | |||
| Литейный цех | 935,95 | 0,43 | 1600-2500 | ||
| Цех сополимеров. | 657,66 | 0,31 | 1600-2500 | ||
| Цех по производству пластиковой посуды | 383,57 | 0,33 | 1600-2500 | ||
| Сборочный участок | 108,37 | 0,16 | |||
| Модельный цех | 554,01 | 0,48 | 1600-2500 | ||
| Склад для хранения готовой продукции | 78,7 | 0,07 | |||
| Склад для хранения сырья | 131,7 | 0,19 |
С учетом компенсирующих устройств.
Расчётная мощность КУ: Qку=РР(tgφн-tgφз),
где tgφн=Q/P, а tgφз=0.33.
Q/Р=QРi- nQКУ.СТ, где n-число батарей
Затем находим полную мощность, и если необходимо меняем наминал трансформаторов и их количество. S= 
.
Пример расчёта.(на примере цеха №5).
В цехе №5 имеется нагрузка до 1 кВ, составляющая из
Рр∑= 300,8 кВт,Qp∑= 238 кВAр. где Sp∑= 383,57 кВ·А.
Определяем число и мощность подстанции ТП - 2
ТП 2 обеспечивает питание для нагрузки до 1 кВ в цех № 5
Pp5 = 300,8 кВт,
Qp5 = 238 кВАр.
Определим мощность, необходимую для компенсации:
Qку = Pp * (tgφ1 - tgφ2) = 300,8 * (0,79 - 0,33) = 138,37 кВAр.
где tgφ1 = Qp / Pp = 238 / 300,8 = 0,79
По справочнику выбираем 2 конденсаторные установки типа: УКН-0,38-50УЗ
тогда согласно количеству трансформаторов определеных по категори потребителей будут иметь вид 2 × УКН-0,38-50УЗ
Q'p = Qp - N * Qку.уст = 238 - 2 × 50 = 138 кВAр.
Полная мощность
Sp′= 
330,95 кВ·А.
По нагрузке, категории надежности и среды из справочных данных [1]
Принимаем к установке 2 трансформатора ТМ-250/0,4
В нормальном режиме
Кзн = Sp / (n * Sн.т) = 330,95 / (2 × 250) = 0,66
В аварийном режиме
КзА = Sp / Sн.т = 330,95 / 250 = 1,32
На предприятии все трансформаторы имеют различную маркировку Расшифровка условного буквенно-числового обозначения трансформатора обозначает что выбранные трансформаторы с буквой М - конструктивно имеет естественную циркуляцию воздуха и масла;
Определение потерь мощности в трансформаторах
Пример ТП - 2 (2 × ТМ-250/0,4, Кз = 0,66),
Рр = 300,8 кВт,
Qр = 138 кВAр.
ΔРxx = 1,05 кВт, ΔРкз= 4,2 кВт, Iхх = 3,68 %, Uкз = 4,7 %.
1) ΔРт = ΔРхх + ΔРкз × Кз2 = 1,05 + 4,2 * 0,662 = 2,88 кВт,
2) ∆Qт= 
14,32 кВAр,
3) ∆Р2т = 2,88 * 2 = 5,76 кВт,
4) ∆Q2т = 14,32 * 2 = 28,64 кВAр.
Р'р = 306,56 кВт,
Q'р = 166,64 кВAр.
Sp′= 
348,92 кВ·А.
На предприятии все трансформаторы имеют различную маркировку Расшифровка условного буквенно-числового обозначения трансформатора обозначает что выбранные трансформаторы с буквой М - конструктивно имеет естественную циркуляцию воздуха и масла;
Расчет остальных ТП заносим в табл.6.1.,6.2.,6.3. и 7.1.,7.2.,7.3.