Расчетные нагрузки распределительной сети определяются по величинам расчетных нагрузок на шинах низшего напряжения ТП с учетом потерь мощности в трансформаторах и компенсации реактивной мощности со стороны высшего напряжения трансформаторов цеховых ТП.
Потери активной мощности в одном понизительном трансформаторе с высшим напряжением 10 кВ ∆Р, кВт, определяются по формуле
. (3.5)
Потери реактивной мощности в трансформаторе ∆Q, квар определяются по формуле
, (3.6)
где Iхх - ток холостого хода трансформатора, % [2];
Uкз - напряжение короткого замыкания, % [2].
Ниже произведём расчета потерь активной и реактивной мощностей в трансформаторах цеховой подстанции ТП1, на которой установлены два трансформатора мощностью по 1000 кВ·А.
Подставляя значения потерь холостого хода ∆Рхх, кВт, и потерь короткого замыкания ∆Ркз, кВт, принятые из справочных данных для рассматриваемого трансформатора в формулу (3.5), получаем значение активных потерь в двух трансформаторах ТП1
кВт.
Подставляя справочные значения Iхх, %, и Uкз, %, в формулу (3.6), получаем значение реактивных потерь в двух трансформаторах ТП1
квар.
Расчет потерь мощности в трансформаторах для остальных ТП проводится аналогично. Результаты расчетов приведены в таблице 3.4.
Далее определяем расчетные нагрузки линий распределительной сети с учетом компенсации реактивной мощности со стороны высшего напряжения трансформаторов цеховых ТП, для чего составляется принципиальная схема внутризаводского электроснабжения, представленная на рисунке 3.2.
Ниже приводится пример расчета нагрузок для магистрали ГПП-ТП2 и ТП2-ТП1. Сначала определяются расчетные нагрузки линии Л1, а затем линии Л2.
Таблица 3.4 – Определение потерь мощности в трансформаторах цеховых подстанций
Ном. ТП | n×Sт.ном | Справочные данные трансформаторов | кз | кз.ав | ∆Р2т, кВт | ∆Q2т, квар | |||
∆Рхх, кВт | ∆Ркз, кВт | Iхх, % | Uкз, % | ||||||
ТП1 | 2×1000 | 2,1 | 12,2 | 1,4 | 5,5 | 0,62 | 0,3844 | 13,6 | |
ТП2 | 2×1600 | 2,6 | 1,3 | 5,5 | 0,62 | 0,3824 | 18,4 | ||
ТП3 | 2×1000 | 2,1 | 12,2 | 1,4 | 5,5 | 0,68 | 0,4624 | 15,5 |
Рисунок 3.2 – Размещение трансформаторных подстанций и линий распределительной сети внутризаводского электроснабжения
Расчетные нагрузки линии Л1 состоят из расчетных нагрузок подстанции ТП2, ТП1 и потерь мощности в их трансформаторах, то есть:
- активная
Рр Л1 = РрТП2 + ΔРТП2 + РрТП1 +ΔРТП1 = 2216,6+ 19,3 + 1113,37+ 11,6 = 3353,12 кВт;
- реактивная
Qр Л1 = QсТП2 + ΔQТП2 + QсТП1 + ΔQТП1 = 428,5+ 108 + 439,65+70 = 1046,38 квар.
Значение естественного коэффициента реактивной мощности tgφест со стороны высшего напряжения трансформаторов равно
tgφест = QрЛ1 / РрЛ1 = 1046,38/3353,12 = 0,28.
Определяем потребную мощность компенсирующих устройств со стороны высшего напряжения трансформаторов Q’ку, квар по формуле (3.1), в которую подставляем значение Рр Л1
квар.
Минимальная мощность высоковольтного компенсирующего устройства в соответствии с [5] равна 300 квар, поэтому для линии Л1 не целесообразно устанавливать компенсирующие устройства со стороны высшего напряжения трансформаторов вследствие малости потребной мощности компенсирующих устройств.
Следовательно, полная расчетная нагрузка линии Л1 равна
кВ×А.
Расчетный максимальный ток в линии определяется по формуле
. (3.7)