2.1 Расчет нагрузок потребителей
Расчет нагрузок потребителей производится с помощью коэффициентов использования (Ки) и расчетной мощности (Кр).
Среднесменная активная мощность определяется по формуле
, (2.1)
где – коэффициент использования активной мощности, согласно справочным данным [6];
– номинальная мощность потребителей, кВт.
Средняя реактивная мощность рассчитывается по формуле
, (2.2)
где – определяется по заданному
потребителя.
Средняя полная мощность рассчитывается по формуле
, (2.3)
Расчетная активная мощность определяется по формуле
, (2.4)
где – коэффициент расчетной нагрузки, определяется из справочных
данных [6].
Расчетную реактивную мощность можно принять:
,
(2.5)
где – эффективное (приведенное) число электроприемников.
, (2.6)
Если m>3 и Ки³0,2, то
, (2.7)
где – фактическое число приемников в группе;
– суммарная мощность приемников в группе, кВт.
Если значение >
, то принимают
=
.
Сведем расчетные данные по зданиям предприятия в таблицу 2.1.
Таблица 2.1 – Расчетные данные по зданиям предприятия
N п/п | Наименование участков | Кол-во эл.пр. | Руст, кВт | m | cosφ | tgφ | Ки | |
Рном | ∑Рном | |||||||
Арматурный цех | 4,5…80,0 | 17,78 | 0,8 | 0,75 | 0,4 | |||
Компрессорная: а) 0,38 кВ | 1,0…30,0 | 0,8 | 0,75 | 0,65 | ||||
б) Синхр. двигатели 10 кВ | 0,8 | 0,75 | 0,65 | |||||
Цех производства железобетонных плит | 1,0…40,0 | 0,9 | 0,48 | 0,5 | ||||
Материальный склад | 1,0…10,0 | 0,7 | 1,02 | 0,2 | ||||
Цех производства железобетонных блоков №1 | 1,0…45,0 | 0,65 | 1,17 | 0,4 | ||||
Цех производства железобетонных блоков №2 | 1,0…45,0 | 0,65 | 1,17 | 0,4 | ||||
Окончание таблицы 2.1 | ||||||||
N п/п | Наименование участков | Кол-во эл.пр. | Руст, кВт | m | cosφ | tgφ | Ки | |
Рном | ∑Рном | |||||||
Цех цементных добавок | 4,5…40,0 | 8,9 | 0,8 | 0,75 | 0,6 | |||
Насосная: а) 0,38 кВ | 10,0…30,0 | 0,8 | 0,75 | 0,6 | ||||
б) Синхр. двигатели 10 кВ | 0,8 | 0,75 | 0,6 | |||||
Котельная | 4,5…75,0 | 16,7 | 0,75 | 0,88 | 0,55 | |||
Склад | 0,8…10,0 | 12,5 | 0,7 | 1,02 | 0,2 | |||
Цех оконных блоков | 1,0…40,0 | 0,75 | 0,88 | 0,4 | ||||
Цементный цех №1 | 1,0…35,0 | 0,7 | 1,02 | 0,4 | ||||
Цементный цех №2 | 1,0…35,0 | 0,7 | 1,02 | 0,4 | ||||
Ремонтно-механический цех | 0,5…45,0 | 0,8 | 0,75 | 0,3 | ||||
Цех мелких ЖБК | 1,0…25,0 | 0,8 | 0,75 | 0,45 | ||||
Заводоуправление, столовая | 1,0…40,0 | 0,8 | 0,75 | 0,3 |
Расчёт нагрузок схож для каждого здания, ниже приведу пример расчёта для одного из них.
Арматурный цех (№1 на генплане): Pmax=80 кВт, Pmin=4,5 кВт, ∑Рном= 3500 кВт; Ки=0,4; cosφ=0,8; тогда tgφ=0,75.
Средняя активная мощность рассчитывается по формуле (2.1):
Средняя реактивная мощность рассчитывается по формуле (2.2):
Эффективное число электроприемников по формуле (2.7):
Из справочных данных для =88 и Ки=0,4: коэффициент расчетной нагрузки Кр= 1,1 [6].
Определим расчетные мощности без учета осветительной нагрузки. Расчетная активная мощность определяется по формуле (2.4)
Расчетная реактивная мощность определяется по формуле (2.5)
Расчетная полная мощность определяется по формуле (2.3)
Для остальных потребителей результаты расчетов сведены в таблицу 2.2
Таблица 2.2 – Значения к расчету электрических нагрузок предприятия
N п/п | Наименование участков | Среднесменные мощности | nэ | Кр | Максимальные мощности | ||||
Рср, кВт | Qср, квар | Sср, кВА | Рр, кВт | Qр, квар | Sр, кВА | ||||
Арматурный цех | 1050,00 | 1750,00 | 1,1 | 1540,00 | 1050,00 | 1863,89 | |||
Компрессорная: а) 0,38 кВ | 165,75 | 276,25 | 1,13 | 249,73 | 165,75 | 299,73 | |||
б) Синхр. двигатели 10 кВ | 0,00 | 975,00 | 1,35 | 1316,25 | 0,00 | 1316,25 | |||
Цех производства железобетонных плит | 480,00 | 1109,23 | 1,09 | 1090,00 | 480,00 | 1191,01 | |||
Материальный склад | 14,28 | 20,00 | 1,67 | 23,38 | 14,28 | 27,40 | |||
Цех производства железобетонных блоков №1 | 491,40 | 646,43 | 1,14 | 478,80 | 491,40 | 686,09 | |||
Цех производства железобетонных блоков №2 | 491,40 | 646,43 | 1,14 | 478,80 | 491,40 | 686,09 | |||
Цех цементных добавок | 405,00 | 675,00 | 1,12 | 604,80 | 405,00 | 727,88 | |||
Насосная: а) 0,38 кВ | 108,00 | 180,00 | 1,15 | 165,60 | 108,00 | 197,71 |
Окончание таблицы 2.2
N п/п | Наименование участков | Среднесменные мощности | nэ | Кр | Максимальные мощности | |||||
Рср, кВт | Qср, квар | Sср, кВА | Рср, кВт | Qср, квар | ||||||
б) Синхр. двигатели 10 кВ | 0,00 | 960,00 | 1,35 | 1296,00 | 0,00 | 1296,00 | ||||
Котельная | 379,5 | 333,96 | 505,52 | 1,16 | 440,22 | 333,96 | 552,56 | |||
Склад | 12,24 | 17,14 | 1,99 | 23,88 | 13,46 | 27,41 | ||||
Цех оконных блоков | 316,80 | 479,54 | 1,15 | 414,00 | 316,80 | 521,30 | ||||
Цементный цех №1 | 326,40 | 457,10 | 1,17 | 374,40 | 326,40 | 496,70 | ||||
Цементный цех №2 | 326,40 | 457,10 | 1,14 | 364,80 | 326,40 | 489,51 | ||||
Ремонтно-механический цех | 162,00 | 270,00 | 1,11 | 254,95 | 397,23 | 472,01 | ||||
Цех мелких ЖБК | 337,5 | 253,13 | 421,88 | 1,12 | 378,00 | 253,13 | 454,92 | |||
Заводоуправление, столовая | 96,75 | 161,25 | 1,23 | 158,67 | 96,75 | 185,84 | ||||
Σ | 9652,28 | 5269,96 | 10997,23 | |||||||
В данном пункте проведен расчет нагрузок потребителей предприятия с помощью коэффициентов использования и расчетной мощности. Далее для определения полной нагрузки по участкам необходимо провести расчёты осветительной нагрузки предприятия.
2.2 Расчёт осветительной нагрузки предприятия
Осветительная нагрузка участков определяется по удельной мощности на единицу площади. Активная мощность освещения определяется по формуле
, (2.8)
где – удельная мощность на единицу площади, Вт/м2;
– коэффициент спроса освещения, согласно пункту 3.166.
СН 357-77 [5];
– площадь участка, м2.
Реактивная мощность освещения определяется по формуле
, (2.9)
Для освещения предприятия и территории приняты светодиодные светильники, cosφ = 0,75 для светодиодных светильников; = 0,88 (соответствует cosφ = 0,75) [5]. Приведем пример расчета.
Арматурный цех (№1 на генплане): = 5222,3 м2,
= 3.8 Вт/м2,
= 0,95.
Активная мощность освещения определяется по формуле (2.8)
Реактивная мощность освещения определяется по формуле (2.9)
Полная активная нагрузка цеха, включая осветительную нагрузку:
Полная реактивная нагрузка цеха, включая осветительную нагрузку:
Полная нагрузка цеха, включая осветительную нагрузку будет равна
Для остальных потребителей результаты расчетов сведены в
таблицу 2.3
Таблица 2.3 – Значения к расчету осветительной нагрузки и нагрузки участков с учетом освещения
N п/п | Наименование участков | F, м2 | Po, Вт/м2 | Ксо | Рро, кВт | Pр'(Pр+Pро), кВт | Qр'(Qр+Qро), квар | Sр', кВА |
Арматурный цех | 5222,3 | 3,8 | 0,95 | 18,853 | 1558,853 | 1066,590 | 1888,819 | |
Компрессорная: а) 0,38 кВ | 3537,3 | 3,6 | 0,95 | 12,098 | 261,828 | 176,396 | 315,704 | |
б) Синхр. двигатели 10 кВ | 3537,3 | 0,95 | 0,000 | 1316,250 | 0,000 | 1316,250 | ||
Цех производства железобетонных плит | 4196,6 | 3,8 | 0,95 | 15,150 | 1105,150 | 493,332 | 1210,261 | |
Материальный склад | 5485,9 | 2,2 | 0,6 | 7,241 | 30,621 | 20,652 | 36,935 | |
Цех производства железобетонных блоков №1 | 2646,3 | 3,8 | 0,95 | 9,553 | 488,353 | 499,807 | 698,781 | |
Цех производства железобетонных блоков №2 | 2646,3 | 3,8 | 0,95 | 9,553 | 488,353 | 499,807 | 698,781 | |
Цех цементных добавок | 2646,3 | 3,8 | 0,95 | 9,553 | 614,353 | 413,407 | 740,496 | |
Насосная: а) 0,38 кВ | 5483,4 | 3,6 | 0,95 | 18,753 | 184,353 | 124,503 | 222,457 | |
б) Синхр. двигатели 10 кВ | 5483,4 | 0,95 | 0,000 | 1296,000 | 0,000 | 1296,000 | ||
Котельная | 1327,0 | 3,6 | 4,777 | 444,997 | 338,164 | 558,907 | ||
Склад | 4616,3 | 2,2 | 0,6 | 6,094 | 29,974 | 18,826 | 35,396 | |
Цех оконных блоков | 3122,6 | 3,8 | 0,95 | 11,273 | 425,273 | 326,720 | 536,286 | |
Цементный цех №1 | 4926,1 | 3,8 | 0,95 | 17,783 | 392,183 | 342,049 | 520,390 | |
Цементный цех №2 | 1990,5 | 3,8 | 7,564 | 372,364 | 333,056 | 499,581 | ||
Ремонтно-механический цех | 6751,3 | 3,8 | 0,95 | 24,372 | 279,322 | 418,678 | 503,301 | |
Цех мелких ЖБК | 2476,0 | 3,8 | 0,85 | 7,998 | 385,998 | 260,163 | 465,488 | |
Заводоуправление, столовая | 3185,0 | 4,4 | 0,8 | 11,211 | 169,881 | 106,616 | 200,566 |
Осветительная нагрузка участков определена по удельной мощности на единицу площади. Рассчитаны нагрузки участков с учетом освещения. Далее,с учетом полученных данных необходимо составить картограмму электрических нагрузок и выбрать оптимальное место расположения главной понизительной подстанции (ГПП) предприятия.
2.3 Картограмма электрических нагрузок
Картограмма электрических нагрузок используется для определения оптимального местоположения ГПП. На генеральный план предприятия, в геометрических центрах цехов наносятся окружности с площадями, эквивалентными величине расчетной нагрузки участков [11]. Радиус данных окружностей рассчитывается по формуле:
, (2.10)
где – расчетная нагрузка цеха, кВА;
– масштаб.
Доля осветительной нагрузки:
, (2.11)
где – расчетная мощность освещения, кВА.
Центр электрических нагрузок (ЦЭН) по предприятию рассчитывается для выбора оптимального местоположения ГПП. При соблюдении прочих условий, ГПП желательно располагать как можно ближе к ЦЭН. Для нахождения центра на генплане наносятся временные оси координат. Тогда координаты ЦЭН можно определить по формуле:
, (2.12)
где ,
– координаты центра цеха, м;
– количество цехов предприятия.
ГПП должна располагаться не в ЦЭН, а должна быть смещена в
направлении от ЦЭН к источнику внешнего питания за территорию предприятия, чтобы обеспечить удобные подъездные пути, и не мешать производственному процессу предприятия. При расположении ГПП учитываем розу ветров, чтобы выбросы предприятия не попадали на оборудование ОРУ ГПП [9].
Расчёты по нахождению координат ЦЭН сведены в таблице 2.4.
Таблица 2.4 – К расчету координат ЦЭН
№; | Наименование ЭП | Xi,м | Yi,м | Sр,кВА | Sр*Xi,кВА | Sр*Yi,кВА | |
Арматурный цех | 287,5 | 1888,819 | 103885,0 | 543035,4 | |||
Компрессорная: а) 0,38 кВ | 167,5 | 315,704 | 52880,5 | 97868,4 | |||
б) Синхр. двиг. 10 кВ | 167,5 | 1316,250 | 220471,9 | 408037,5 | |||
Цех производства железобетонных плит | 287,5 | 1210,261 | 326770,6 | 347950,2 | |||
Материальный склад | 36,935 | 15512,7 | 11080,5 | ||||
Цех производства железобетонных блоков №1 | 698,781 | 38433,0 | 146744,1 | ||||
Цех производства железобетонных блоков №2 | 167,5 | 698,781 | 38433,0 | 117045,9 | |||
Цех цементных добавок | 740,496 | 40727,3 | 96264,5 | ||||
Насосная: а) 0,38 кВ | 197,5 | 222,457 | 43935,3 | 48940,6 | |||
б) Синхр. двигатели 10 кВ | 197,5 | 1296,000 | 255960,0 | 285120,0 | |||
Котельная | 302,5 | 182,5 | 558,907 | 169069,5 | 102000,6 | ||
Склад | 35,396 | 14158,2 | 6902,1 | ||||
Цех оконных блоков | 97,5 | 536,286 | 52287,9 | 34858,6 | |||
Цементный цех №1 | 272,5 | 520,390 | 141806,2 | 33825,3 | |||
Цементный цех №2 | 207,5 | 499,581 | 103663,1 | 57451,8 | |||
Ремонтно-механический цех | 503,301 | 206353,4 | 32714,6 | ||||
Цех мелких ЖБК | 17,5 | 465,488 | 9309,8 | 8146,0 | |||
Заводоуправление, столовая | 12,5 | 200,566 | 48135,8 | 2507,1 | |||
Итого | 11321,1 | 1881792,9 | 2380493,1 | ||||
Координаты ЦЭН | X0, м | Y0, м | |||||
166,2 | 180,3 |
Далее рассчитываем картограмму нагрузок. Приведем пример расчёта. Арматурный цех (№1 на генплане): расчетная мощность Sр= 1888,819 кВА, мощность освещения Sос=25,14 кВА принимаем масштаб m=0,5, тогда радиус окружности, по формуле (2.10):
Доля осветительной нагрузки, по формуле (2.11):
Расчёты по картограмме нагрузок сведены в таблице 2.5
Таблица 2.5 – Значения к расчету нагрузок
№; | Наименование ЭП | Sр,кВА | R,м | m | α | Sос,кВА | |
Арматурный цех | 1888,819 | 34,69 | 0,5 | 4,8 | 25,14 | ||
Компрессорная: а) 0,38 кВ | 315,704 | 14,18 | 0,5 | 18,4 | 16,13 | ||
б) Синхр. двигатели 10 кВ | 1316,250 | 28,95 | 0,5 | 0,0 | 0,00 | ||
Цех производства железобетонных плит | 1210,261 | 27,76 | 0,5 | 6,0 | 20,20 | ||
Материальный склад | 36,935 | 4,85 | 0,5 | 94,1 | 9,66 | ||
Цех производства железобетонных блоков №1 | 698,781 | 21,10 | 0,5 | 6,6 | 12,74 | ||
Цех производства железобетонных блоков №2 | 698,781 | 21,10 | 0,5 | 6,6 | 12,74 | ||
Цех цементных добавок | 740,496 | 21,72 | 0,5 | 6,2 | 12,74 | ||
Насосная: а) 0,38 кВ | 222,457 | 11,90 | 0,5 | 40,5 | 25,00 | ||
б) Синхр. двигатели 10 кВ | 1296,000 | 28,73 | 0,5 | 0,0 | 0,00 | ||
Котельная | 558,907 | 18,87 | 0,5 | 4,1 | 6,37 | ||
Склад | 35,396 | 4,75 | 0,5 | 82,6 | 8,12 | ||
Цех оконных блоков | 536,286 | 18,48 | 0,5 | 10,1 | 15,03 | ||
Цементный цех №1 | 520,390 | 18,21 | 0,5 | 16,4 | 23,71 | ||
Цементный цех №2 | 499,581 | 17,84 | 0,5 | 7,3 | 10,09 | ||
Ремонтно-механический цех | 503,301 | 17,90 | 0,5 | 23,2 | 32,50 | ||
Цех мелких ЖБК | 465,488 | 17,22 | 0,5 | 8,2 | 10,66 | ||
Заводоуправление, столовая | 200,566 | 11,30 | 0,5 | 26,8 | 14,95 |
Далее строим картограмму нагрузок (рисунок 2.1).
Рисунок 2.1 – Картограмма нагрузок
В данном пункте построена картограмма нагрузок. С учетом розы ветров и расположения источника питания, ГПП устанавливается за территорией предприятия.
2.4 Расчет компенсации реактивной мощности на ТП 10/0,4 кВ и выбор трансформаторов ТП
Вопрос выбора ТП очень важен для эффективного, безопасного и надежного электроснабжения потребителей.
Питание маломощных потребителей 2 и 3 категории, чья нагрузка меньше 250 кВА, осуществляется установкой там РП-0,4кВ, подключенного к ближайшей цеховой ТП (для маломощных потребителей второй категории используются двухсекционные РП). Для ТП с числом трансформаторов 1-2 определяется оптимальная мощность трансформаторов по формуле
, (2.13)
где – среднесменная нагрузка за наиболее загруженную смену цеха
или группы потребителей, если к данной ТП подключаются несколько потребителей, кВА;
– нормативный коэффициент загрузки трансформаторов. Для предварительного выбора мощности цеховых ТП принимаем значение b для ТП, питающих потребителей I и II категории – 0,7 [18];
– количество трансформаторов. Количество трансформаторов на
ТП, питающих потребителей I и II категории принимаем равным 2 [18].
Максимальная реактивная мощность Q1, допустимая к передаче в сеть 0,4 кВ без установки дополнительных трансформаторов рассчитывается по формуле
, (2.14)
где – номинальная мощность трансформатора, кВА;
– расчетная активная мощность потребителей ТП, кВт.
Мощность, подлежащая компенсации по сети 380 В, определяется по формуле
(2.15)
где – расчетная реактивная мощность потребителей ТП, квар.
Если <50 квар, то компенсирующие устройства выбирать не надо.
После выбора марки и мощности конденсаторных батарей 0,4 кВ уточняется нескомпенсированная реактивная мощность на стороне 0,4 кВ по формуле
(2.16)
Далее проводится проверка выбранных трансформаторов по аварийной загрузке.
Пример выбора трансформаторов:
ТП-1 (арматурный цех), активные, реактивные и полные нагрузки соответственно = 1558,853 кВт,
= 1066,590 квар, Sp = 1888,819 кВА; это ТП с потребителями 2-ой категории,
Нормативный коэффициент загрузки для трансформаторов ТП с потребителями 2 категории =0,7; следовательно мощность трансформатора ТП должна быть, по формуле (2.13)
Выбираю энергоэффективные трансформаторы ТМГ12-1600/10.
Для остальных ТП расчеты аналогичны и сведены в таблице 2.6
Таблица 2.6 – К значению выбора силовых трансформаторов ТП
№ТП | Зона охвата | Распол. на генплане, № здания | B тр | n | Pp, кВт | Qp, квар | Sр, кВА | Sо, кВА | Sн.т, кВА |
ТП-1 | Цех №1 | 0,7 | 1558,853 | 1066,590 | 1888,819 | 1349,16 | |||
ТП-2 | Цех №2 | 0,7 | 261,828 | 176,396 | 315,704 | 225,50 | |||
ТП-3 | 3,4,10 | Цех №3 | 0,7 | 1222,962 | 583,162 | 1354,885 | 967,78 | ||
ТП-5 | Цех №5 | 0,7 | 488,353 | 499,807 | 698,781 | 499,13 | |||
ТП-6 | Цех №6 | 0,7 | 488,353 | 499,807 | 698,781 | 499,13 | |||
ТП-7 | Цех №7 | 0,7 | 614,353 | 413,407 | 740,496 | 528,93 | |||
ТП-8 | Цех №8 | 0,7 | 184,353 | 124,503 | 222,457 | 158,90 | |||
ТП-9 | Цех №9 | 0,7 | 444,997 | 338,164 | 558,907 | 399,22 | |||
ТП-11 | Цех №11 | 0,7 | 425,273 | 326,720 | 536,286 | 383,06 | |||
ТП-12 | 12,16 | Цех №12 | 0,7 | 562,065 | 448,665 | 719,178 | 513,70 | ||
ТП-13 | Цех №13 | 0,7 | 372,4 | 333,1 | 499,581 | 356,84 | |||
ТП-14 | Цех №14 | 0,7 | 279,3 | 418,7 | 503,301 | 359,50 | |||
ТП-15 | Цех №15 | 0,7 | 386,0 | 260,2 | 465,488 | 332,49 |
Произведем расчет компенсации реактивной мощности на ТП-1.
Максимальная реактивная мощность Q1, допустимая к передаче в сеть 0,4 кВ без установки дополнительных трансформаторов рассчитывается по формуле (2.14)
Мощность, подлежащая компенсации, определяется по формуле (2.15)
Так как расчетное значение отрицательно, то компенсация не требуется. Следовательно, расчетное значение полной мощности после компенсации остается неизменным:
= 1888,82 кВА. Коэффициент загрузки трансформатора в нормальном режиме работы определяется по формуле:
, (2.17)
Коэффициент аварийной перегрузки трансформатора определяется по формуле
, (2.18)
Коэффициент аварийной перегрузки меньше допустимого согласно ПУЭ значения 1,4 [18].
Для других цеховых подстанций расчеты проводятся аналогично, результаты сведены в таблице 2.7.
Таблица 2.7 – Значения к расчету компенсации реактивной мощности на ТП
№ТП | Q1, квар | Q0,4, квар | Qбк, квар | Sр.комп., кВА | Кз | Кп |
ТП-1 | 1608,60 | -542,00 | 1888,82 | 0,59 | 1,18 | |
ТП-2 | 232,26 | -55,87 | 315,70 | 0,63 | 1,26 | |
ТП-3 | 681,44 | -98,28 | 1354,89 | 0,68 | 1,35 | |
ТП-5 | 734,46 | -234,66 | 698,78 | 0,55 | 1,11 | |
ТП-6 | 734,46 | -234,66 | 698,78 | 0,55 | 1,11 | |
ТП-7 | 632,85 | -219,44 | 740,50 | 0,59 | 1,18 | |
ТП-8 | 127,24 | -2,74 | 222,46 | 0,70 | 1,39 | |
ТП-9 | 339,97 | -1,80 | 558,91 | 0,70 | 1,40 |
Окончание таблицы 2.7
№ТП | Q1, квар | Q0,4, квар | Qбк, квар | Sр.комп., кВА | Кз | Кп |
ТП-10 | 364,34 | -37,62 | 536,29 | 0,67 | 1,34 | |
ТП-11 | 679,71 | -231,05 | 719,18 | 0,57 | 1,14 | |
ТП-12 | 418,26 | -85,21 | 499,58 | 0,62 | 1,25 | |
ТП-13 | 485,36 | -66,69 | 503,30 | 0,63 | 1,26 | |
ТП-14 | 405,72 | -145,55 | 465,49 | 0,58 | 1,16 |
В данном пункте проведена группировка потребителей предприятия по питанию от ТП 10/0,4 кВ и РП 0,4 кВ. По оптимальной мощности, выбраны силовые трансформаторы ТП энергоэффективной марки ТМГ12. По результатам расчетов компенсация реактивной мощности на цеховых ТП не требуется. Выбираем цеховые ТП серии 2КТПН-ПК 10/0,4.
2.5 Расчет компенсации реактивной мощности на ГПП и выбор трансформаторов ГПП
Выбор компенсирующих устройств осуществляется с учетом потерь мощности в ТП 10/0,4 кВ. Для предварительных расчетов принимаем трансформаторы для ГПП марки ТДН-10000/110, При этом предварительный выбор мощности и класса напряжения обусловлен ранее произведенными расчетами мощности предприятия.
Результаты выбора и характеристики силовых трансформаторов ТП сведены в таблице 2.8.
Таблица 2.8 – Характеристики силовых трансформаторов ТП
№ ТП | n | Sном.тр, кВА | Sр,кВА | Рр, кВт | Qр,квар | Марка т-ров | Iхх,% | Uкз,% | ΔPхх, Вт | ΔPкз, Вт |
ТП-1 | 1888,82 | 1558,9 | 1066,6 | ТМГ12-1600/10 | 0,5 | |||||
ТП-2 | 315,70 | 261,8 | 176,4 | ТМГ12-250/10 | 0,9 | 4,5 | ||||
ТП-3 | 1354,89 | 1223,0 | 583,2 | ТМГ12-1000/10 | 0,6 | 5,5 | ||||
ТП-5 | 698,78 | 488,4 | 499,8 | ТМГ12-630/10 | 0,7 | 5,5 |
Окончание таблицы 2.8
№ ТП | n | Sном.тр, кВА | Sр,кВА | Рр, кВт | Qр,квар | Марка т-ров | Iхх,% | Uкз,% | ΔPхх, Вт | ΔPкз, Вт |
ТП-6 | 698,78 | 488,4 | 499,8 | ТМГ12-630/10 | 0,7 | 5,5 | ||||
ТП-7 | 740,50 | 614,4 | 413,4 | ТМГ12-630/10 | 0,7 | 5,5 | ||||
ТП-8 | 222,46 | 184,4 | 124,5 | ТМГ12-160/10 | 1,1 | 4,5 | ||||
ТП-9 | 558,91 | 445,0 | 338,2 | ТМГ12-400/10 | 0,8 | 4,5 | ||||
ТП-11 | 536,29 | 425,3 | 326,7 | ТМГ12-400/10 | 0,8 | 4,5 | ||||
ТП-12 | 719,18 | 562,1 | 448,7 | ТМГ12-630/10 | 0,7 | 5,5 | ||||
ТП-13 | 499,58 | 372,4 | 333,1 | ТМГ12-400/10 | 0,8 | 4,5 | ||||
ТП-14 | 503,30 | 279,3 | 418,7 | ТМГ12-400/10 | 0,8 | 4,5 | ||||
ТП-15 | 465,49 | 386,0 | 260,2 | ТМГ12-400/10 | 0,8 | 4,5 |
Потери активной мощности в силовых трансформаторах определяются по формуле
(2.19)
где – потери короткого замыкания (паспортная величина), кВт;
– число трансформаторов, шт;
– номинальная мощность трансформатора, кВА;
– потери холостого хода(паспортная величина), кВт.
Потери реактивной мощности в трансформаторах ТП определяются по формуле
(2.20)
где – напряжение короткого замыкания (паспортная величина), %;
– ток холостого хода(паспортная величина), %.
Потери активной мощности в силовых трансформаторах ТП-1, по формуле (2.19)
Потери реактивной мощности в силовых трансформаторах ТП-1, по формуле (2.20)
Результаты расчетов потерь для остальных ТП сведены в таблице 2.9
Таблица 2.9 – Значения к расчету потерь мощности в трансформаторах ТП
№ ТП | Sр,кВА | Рр, кВт | Qр,квар | Кз | Кп | ∆Р, кВт | ∆Q, квар | Pр+∆P, кВт | Qр+∆Q, квар |
ТП-1 | 1888,82 | 1558,9 | 1066,6 | 0,59 | 1,18 | 14,55 | 82,89 | 1573,40 | 1149,48 |
ТП-2 | 315,70 | 261,8 | 176,4 | 0,63 | 1,26 | 3,44 | 13,47 | 265,27 | 189,87 |
ТП-3 | 1354,89 | 1223,0 | 583,2 | 0,68 | 1,35 | 11,84 | 62,48 | 1234,80 | 645,64 |
ТП-5 | 698,78 | 488,4 | 499,8 | 0,55 | 1,11 | 5,75 | 30,13 | 494,11 | 529,94 |
ТП-6 | 698,78 | 488,4 | 499,8 | 0,55 | 1,11 | 5,75 | 30,13 | 494,11 | 529,94 |
ТП-7 | 740,50 | 614,4 | 413,4 | 0,59 | 1,18 | 6,26 | 32,76 | 620,62 | 446,16 |
ТП-8 | 222,46 | 184,4 | 124,5 | 0,70 | 1,39 | 2,87 | 10,48 | 187,22 | 134,98 |
ТП-9 | 558,91 | 445,0 | 338,2 | 0,70 | 1,40 | 5,75 | 23,97 | 450,75 | 362,14 |
ТП-11 | 536,29 | 425,3 | 326,7 | 0,67 | 1,34 | 5,39 | 22,58 | 430,67 | 349,30 |
ТП-12 | 719,18 | 562,1 | 448,7 | 0,57 | 1,14 | 6,00 | 31,40 | 568,06 | 480,06 |
ТП-13 | 499,58 | 372,4 | 333,1 | 0,62 | 1,25 | 4,85 | 20,44 | 377,21 | 353,50 |
ТП-14 | 503,30 | 279,3 | 418,7 | 0,63 | 1,26 | 4,90 | 20,65 | 284,22 | 439,33 |
Окончание таблицы 2.9
№ ТП | Sр,кВА | Рр, кВт | Qр,квар | Кз | Кп | ∆Р, кВт | ∆Q, квар | Pр+∆P, кВт | Qр+∆Q, квар |
ТП-15 | 465,49 | 386,0 | 260,2 | 0,58 | 1,16 | 4,37 | 18,59 | 390,37 | 278,75 |
РУ-1 | 1316,25 | 1316,3 | 0,0 | ||||||
РУ-2 | 1296,00 | 1296,0 | 0,0 | ||||||
Σ | 9901,32 | 5489,12 | 81,73 | 399,97 | 9983,06 | 5889,09 |
Реактивная мощность нагрузки всех потребителей определяется по формуле
(2.21)
где – суммарная реактивная мощность потребителей, квар;
– суммарные потери реактивной мощности в трансформаторах ТП, квар.
Активная мощность нагрузки всех потребителей:
(2.22)
где – суммарная активная мощность потребителей, кВт;
– суммарные потери активной мощности в трансформаторах ТП, кВт.
Тогда нагрузки ГПП можно рассчитать по формуле
, (2.23)
Мощность компенсирующих устройств на стороне 10 кВ (на одну секцию шин) определяется по формуле
, (2.24)
где – количество секций шин;
– реактивная мощность, определенная по (2.21), квар;