Ориентировочный выбор числа и мощности ЦТП производится по удельной плотности нагрузок
(5.1)
где Sp - расчетная нагрузка цеха (кВА);
F - площадь цеха (м2).
Если плотность нагрузок σ < 0,2, то рекомендуется принимать трансформаторы до 1000кВА, если 0,2 < σ < 0,3 то трансформаторы должны быть 1600кВА, если σ > 0,3кВА/ м, то трансформаторы рекомендуется принимать 1600-2500кВА.
,
σ < 0,2, то рекомендуется принимать трансформаторы до 1000 кВА.
Число типоразмеров трансформаторов, применяемых на данном предприятии, следует ограничить до одного-двух, т.к. большое их разнообразие создает неудобства в эксплуатации и дополнительные затруднения в отношении резервирования и взаимозаменяемости.
После выбора мощности трансформаторов определим их количество:
(5.2)
где К3 - это коэффициент загрузки в нормальном режиме. Он определяется как:
(5.3)
и должен быть 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:
(5.4)
С учётом компенсирующих устройств расчет выполняется в следующей последовательности.
Расчётная мощность КУ:
(5.5)
(5.6)
где tgφЗ=0,4 при сosφ=0,92.
По справочнику выбираем стандартное значение мощности КУ на каждый трансформатор и определяем не скомпенсированную мощность:
(5.7)
где N - число батарей.
Затем находим полную мощность и, если необходимо, изменяем номинал трансформаторов и (или) их количество.
(5.8)
Покажем расчёты для системы электроснабжения, в которой используются 4 КТП с 12 масляными трансформаторами ТМГ12-630 кВА.
Расчётная мощность КУ:
По справочнику [25] выбираем 12 конденсаторных установок типа 12×АУКРМ - 0,4 - 225 - 5 У3.
Тогда расчетная мощность с учетом компенсации:
Расчетная мощность трансформатора для потребителей I категории:
Принимаем к установке 12 энергосберегающих трансформаторов ТМГ12-630/10/0,4.
Распределение нагрузки приведено в таблице 5.1, схема электроснабжения приведена в графической части.
Таблица 5.1
Выбор количества и мощности трансформаторов КТП с учетом мощности компенсирующих устройств
№ п/п | № ТП | Цех | Рp, кВт | Q1ку, кВар | Тип КУ | Qку, кВар | Полная нагрузка | Sн.т. кВА | Nт | Кзн | Кз.а. | |
QP, кВар | Sp, кВА | |||||||||||
ТП 4 | 4,5,17 | 1492,4 | 552,25 | 4×225 | 1452,2 | 1591,3 | 0,63 | 0,84 | ||||
ТП 7 | 7,6,9-11 | 1590,0 | 613,63 | 4×225 | 1513,6 | 1704,3 | 0,68 | 0,90 | ||||
ТП 12 | 3,12,13,8,18 | 807,64 | 217,56 | 2×225 | 667,56 | 836,42 | 0,66 | 1,33 | ||||
ТП 14 | 14-16,1,2 | 824,75 | 277,24 | 2×225 | 727,24 | 870,09 | 0,69 | 1,38 |
Технические характеристики выбранных трансформаторов занесены в таблицу 5.2.
Таблица 5.2
Номинальные параметры трансформаторов
Тип трансформатора | Sном, кВА | Напряжение обмотки | Потери, кВт | Uк, % | Iх,% | ||
ВН | НН | Px | Pк | ||||
ТМГ12-630/10 | 0,4 | 0,8 | 6,75 | 5,5 | 0,4 |
Расчет потерь в трансформаторе проведем по формулам:
(5.9)
(5.10)
где ∆РТ, ∆РКЗ, Ixx, UK3 – номинальные данные трансформаторов [6].
Пример расчёта покажем на примере трансформаторов ТП-4.
Активные и реактивные потери в одном трансформаторе:
По другим трансформаторным подстанциям результаты расчета представлены в таблице 5.3.
Таблица 5.3
Потери мощности
№ п/ст | Sном, кВА | Кз | Px, кВт | Pк, кВт | Iхх, % | Uхх, % | ∆Рт, кВт | ∆Qт, кВАр |
ТП 4 | 0,63 | 0,8 | 6,75 | 0,4 | 5,5 | 3,49 | 16,34 | |
ТП 7 | 0,68 | 0,8 | 6,75 | 0,4 | 5,5 | 3,89 | 18,37 | |
ТП 12 | 0,66 | 0,8 | 6,75 | 0,4 | 5,5 | 3,77 | 17,79 | |
ТП 14 | 0,69 | 0,8 | 6,75 | 0,4 | 5,5 | 4,02 | 19,04 |