Выбор числа и мощности трансформаторов цеховых КТП и конденсаторных батарей на напряжение 380 В

При выборе числа, мощности и типа силовых трансформаторов для питания электроприемников цеха будем руководствоваться сле­дующими положениями:

1. Нагрузка цехов, имеющих расчетную полную мощность низко­вольтных электроприемников менее 1000 кВ×А, объединяется между собой или присоединяется к более мощным цехам.

2. Считаем, что вся низковольтная реактивная нагрузка скомпенсирована в цеховых сетях, тогда cosj = 1 и S_р = Р_р.

3. Мощность трансформаторов должна выбираться с учетом допустимой их нагрузки в нормальном и послеаварийном режимах работы.

4. Число трансформаторов определяется исходя из надежности обеспечения питания с учетом категории потребителей.

5. Установка в цеховых КТП более трех трансформаторов экономически нецелесообразна. Двух- и трехтрансформаторные КТП сооружаются при питании нагрузок I и II категории и при сосредоточении значитель­ных нагрузок в месте установки КТП. Однотрансформаторные КТП при питании от них электроприемников II-ой категории должны иметь резервирование на вторичном напряжении от близлежащих КТП. Однотрансформаторные КТП без резервирования сооружаются для питания нагрузки III-ей категории.

6. При наличии свободной площади в цехе трансформаторы мощностью до I600 кВ×А устанавливаются около цеховых колонн или равномерно по периметру цеха, а при отсутствии площади и при мощности 2500 кВ×А и выше пристраиваются к зданию цеха.

7. Не допускается применение более 2-3 типоразмеров трансформаторов в распределительных сетях завода.

Критерием при выборе мощности трансформаторов является удельная плотность нагрузки цеха

= , кВ⋅А/ ,

(36)

где - расчетная полная мощность низковольтных электроприемников i-го цеха, кВ⋅А; – площадь i-го цеха, определяемая но генплану, м2.

Ориентировочно номинальная мощность трансформаторов выбирается по плотности нагрузки, табл. 9 [2].

Таблица 9.

Зависимость мощности трансформатора от плотности нагрузки

	s, кВ×А /м2	Sт.н, кВ×А
	< 0,2	1000, 1600
	0,2 – 0,5
	> 0,5	2500, 1600

Предварительно выбирается минимально возможное число трансформаторов i -го цеха по формуле

= , шт;

(37)

Если ранее не рассчитывалось, то

, кВт,

(38)

где S_т,н,i – номинальная мощность трансформатора в i-ом цехе, кВ×А; Р_см,i – средняя активная мощность за наиболее загруженную смену низковольтных электроприемников i-го цеха, кВт; К_з,н,i – нормативный коэффициент загрузки масляных трансформаторов i-го цеха, выбираемый согласно [2] по категории нагрузок:

для одно- и двухтрансформаторных КТП:

- при I категории = 0,65 – 0,7;

- при II категории = 0,7 – 0,8;

- при Ш категории = 0,9 – 0,95;

для трехтрансформаторной КТП: 0,666 – 0,93;

К_м,i - коэффициент максимума. Примем К_м,i = 1,1.

Полученное значение N_o,i округляется до ближайшего боль­шего целого числа N_i. При выборе мощности трансформатора необходимо учитывать возможность его перегрузки в послеаварийном режиме до 40 % продолжительностью не более 6 ч в течение 5 суток. При этом коэффициент заполнения суточного графика нагрузки трансформатора в условиях его нормальной работы до перегрузки должен быть не более 0,8 (ПУЭ).

Одновременно с выбором трансформаторов производим выбор компенсирующих устройств в цеховой сети.

Наибольшая реактивная мощность Q_В-Н, которая может быть передана из распределительной сети 6-10 кВ в сеть 380 В i-го цеха без превышения предусмотренного значения коэффициента загрузки, определяется по формуле

,

(39)

где Р_р,i – расчетная активная мощность низковольтных электроприемников i-го цеха, кВт.

Если расчетная реактивная низковольтная нагрузка i-го цеха равна Q_p,i , а максимальный переток реактивной мощности с шин РУ 6-10 кВ ГПП (ГРП) в цеховую сеть равен Q_в-н,i, то от источников низшего напряжения – конденсаторных установок (КУ) необходимо обеспечить получение следующего количества мощности:

Qку,i = Qр,i – Qв-н,i, квар.

(40)

Значение мощности Q_ку,i уточняется до величины Q_бк при выборе стандартных конденсаторных установок. Рекомендуется принимать число КУ кратным числу трансформаторов (например, 1-2 на трансформатор).

Затем проверяется фактический коэффициент загрузки трансформаторов К_з i-го цеха после компенсации по условию

(41)

Если это условие не соблюдается, то необходимо увеличить трансформаторную мощность.

Уточняем величину реактивной мощности, передаваемую из сети 6-10 кВ в сеть 380 В, по формуле

в-н,i = Qр,i – Qбк,i, квар.

(42)

Исходные данные и результаты расчета необходимо привести в табличной

форме.

5.4.3. Расчет потерь активной и реактивной мощности в цеховых трансформаторах

Определим потери активной ∆ и реактивной ∆ мощностей в цеховых трансформаторах завода

∆ =N(∆ + ∆ );	(43)
∆ = N ( + ),	(44)

где DР_х.х и DР_к.з – потери активной мощности холостого хода и короткого замыкания трансформатора, соответственно, определяются по паспорту, кВт; I_х,х, U_к.з – ток холостого хода и напряжение короткого замыкания трансформатора, соответственно, определяются по паспорту, %.

Исходные данные и результаты расчета привести в табличной форме.