Выбор числа и мощности трансформаторов

7. Выбор числа и мощности трансформаторов,

типа и числа подстанций.

7.1. Выбор трансформаторов.

В зависимости от исходных данных различают два метода выбора номинальной мощности трансформаторов:

1) по заданному суточному графику нагрузки цеха за характерные сутки года для нормальных и аварийных режимов;

2) по расчетной мощности для тех же режимов.

Выбор трансформаторов в первом случае выполняется аналогично выбору трансформаторов ГПП или ПГВ.

Во втором случае выбор мощности трансформаторов производится исходя из рациональной их загрузки в нормальном режиме и с учетом минимально необходимого резервирования в послеаварийном режиме.

При этом номинальная мощность трансформаторов определяется по средней нагрузке за максимально загруженную смену

Sном.т³Sср.мах/(N*Kз), (12)

где Sном.т - номинальная мощность трансформатора; Sср.мах - средняя нагрузка за наиболее загруженную смену; N - число трансформаторов; Кз - коэффециент загрузки трансформатора.

Наивыгоднейшая загрузка цеховых трансформаторов зависит от категории надежности потребителей электроэнергии, от числа трансформаторов и способа резервирования. Рекомендуется [5] принимать коэффециенты загрузки трансформаторов при преоблодании нагрузок II категории и в случае взаимного резервирования трансформаторов на низшем напряжении Кз=0,65¸0,7.

В аварийных условиях оставшийся в работе трансформатор должен быть проверен на допустимую перегрузкупо условию:

1,4Sном.т³Sср.мах. (13)

Если условие не выполняется, то вычисляется начальная загрузка трансформатора

Кз1=Sср.мах/2*Sном.т, (14)

где Кз1 - начальная загрузка трансформатора, для трансформаторов с системами охлаждения Д, ДЦ, Ц, М разрешается перегрузка 1,4 номинальной мощности трансформатора не более 5 суток подряд на время максимума нагрузки с общей продолжительностью не более 6 часов в сутки, при этом коэффициент начальной загрузки должен быть меньше 0,93 согласно [1].

Принятые к установке силовые трансформаторы должны быть проверены также на допустимые систематические перегрузки по условию

Sном.т£Sср.мах*1,4. (15)

Несмотря на то, что отключения трансформаторов довольно редки, однако с такой возможностью следует считаться и при наличии потребителей I и II категорий устанавливают два трансформатора. Проектировать подстанции с тремя трансформаторами не рекомендуется, так как такая схема неудобна в эксплуатации и вызывает большие трудности при устройстве АВР.

Для условий нормальной работы на подстанциях устанавливают два трехфазных трансформатора с номинальной мощностью каждого, рассчитанной в пределах от 60 до 70 % максимальной нагрузки. Ряд номинальных мощностей трансформаторов и автотрансформаторов, рекомендуемых для современных проектов, регламентировано ГОСТом 9680-61 [4, 9].

Произведем выбор трансформаторов для плавильного цеха:

1. Номинальная мощность трансформаторов будет по (12):

Sном.т=3873,13/(2*0,7)=2766,52 кВА

2. Из [6] выбираем трансформатор марки ТМ-2500/10 с Sном=2500 кВА, ВН 6-10 кВ, НН 0,4-10,5 кВ.

3. Проверим трансформатор для случая выхода из строя второго по (13):

1,4*2500³3873,13 условие не выполняется, поэтому вычисляем начальную загрузку трансформатора по (14)

Кз1=3873,13/2*2500=0,77<0,93 следовательно трансформатор допустим для такой перегрузки на указанных выше условиях.

4. Проверим выбранный трансформатор на систематические перегрузки по (15):

2500£3873,13*1,4 условие выполняется.

Следовательно, принимает вышеуказанный трансформатор к установке.

7.2. Выбор числа и типа подстанций.

Для питания электрических нагрузок III категории следует при­менять однотрансформаторные подстанции. При наличии нагрузок II категории следует, как правило, применять однотрансформаторные подстанции 10-6/0,4 кВ при условии резервирования мощности по перемычкам на вторичном напряжении, достаточном для питания на­иболее ответственных потребителей или при наличии складского резерва трансформаторов. Двухтрансформаторные цеховые подстан­ции применяют при сосредоточенных нагрузках или преобладании потребителей I категории. При наличии потребителей особой груп­пы I категории необходимо предусмотреть третий источник питания.

В вышеуказанном плавильном цехе получается одна двухтрансформаторная пристроенная подстанция, расчитанная на полное обеспечение запросов этого цеха, как в нормальном, так и в аварийном режиме (при выходе из строя одного из трансформаторов).

8. компенсация реактивной мощности.

При выборе числа и мощности цеховых трансформаторов одновременно должен решаться вопрос об экономически целесообразной величине реактивной мощности, передаваемой через этот трансформатор в сеть напряжением до 1 кВ.

Суммарную расчетную мощность конденсаторных батарей низшего напряжения (НБК), устанавливаемых в цеховой сети, определяют расчтетами по минимуму приведенных затарат в два этапа:

1) выбирают экономически оправданное число цеховых трансформаторов;

2) определяют дополнительную мощность НБК в целях оптимального снижения потерь в трансформаторах и в сетях напряжением 6-10 кВ предприятия.

Суммарная расчетная мощность Qнк НБК составит

Qнк=Qнк1+Qнк2, (16)

где Qнк1 и Qнк2 - суммарные мощности НБК, определенные на двух указанных этапах расчтеа.

Минимальное число цеховых трансформаторов Nмин одинаковой мощности Sном.т, предназначенных для питания технологически связанных нагрузок определяется по формуле

Nmin=Pcp.max/(Kз*Sном.т)+DN,  (17)

где  Рср.мах - средняя нагрузка за наиболее загруженную смену; Кз - рекомендуемый коэффициент загрузки трансформатора; DN - добавка до ближайшего целого числа.

Экономически оптимальное число трансформаторов Nопт определяется по формуле

Nопт=Nмин+m, (18)

и отличается от Nмин на величину m, где m - дополнительно установленные трансформаторы.

Nопт определяют по (18), принимая значения m в зависимости от Nмин и DN по рис. 4.7. стр.106 [5].

При трех трансформаторах и менее их мощность выбирают по средней активной мощности за наиболее загруженную смену Рср.мах

Sном.т³Рср.м/(Кз*Nопт).  (19)

Наибольшую реактивную мощность, которую целесообразно передать через трансформаторы с сеть напряжением до 1 кВ, определяют по формуле

Qмах.т=. (20)

Суммарная мощность конденсаторных батарей на напряжение до 1кВ составит

Qнк1=Qср.мах-Qмах.т, (21)

где Qср.мах - суммарная средняя реактивная мощность за наиболее загруженную смену на напряжение до 1кВ.

Если в расчетах окажется, что Qнк1<0, то установка батарей конденсаторов при выборе оптимального числа трансформаторов не требует (составляющая Qнк1 принимается равной нулю) [5].

Дополнительная мощность Qнк2 НБК для данной группы трансформаторов определяется по формуле

Qнк2=Qср.мах-Qнк1-g*Nопт*Sном.т, (22)

где g - расчетный коэффициент, зависящий от расчетных параметров Кр1 и Кр2 и схемы питания цеховой ТП (определяют по рис.4.9. стр.107 [5]).

Значения Кр1 зависят от удельных приведенных затрат на НБК и ВБК и потерь активной мощности, принимается по таблице 4.6 стр.108 [5], Кр2 определяют из таблицы 4.7. стр.109 [5].

Если в расчетах окажется, что Qнк2<0, то для данной группы трансформаторов реактивная мощность Qнк2 принимается равной нулю.

После вышеуказанных действий по справочным данным выбираются конденсаторные батареи соответствующей мощности по результатам расчетов.

Сделаем вычисления реактивной мощности для установки компенсирующих устройств по плавильному цеху:

1. Определим минимальное число цеховых трансформаторов Nмин

одинаковой мощности Sном.т, предназначенных для питания технологически связанных нагрузок определяется по формуле (17):

Nmin=3036,33/(2500*0,7)+0,27=2

2. Вычислим экономически оптимальное число трансформаторов по

(18), по рис. 4.7. стр.106 [5] определим дополнительно установленные трансформаторы m, считая, что DN=0,27 и Nмин=2. По графику m=0, следовательно Nопт=2+0=2 и установки дополнительных трансформаторов не требуется.

3. При трех трансформаторах и менее их мощность выбирают по

средней активной мощности за наиболее загруженную смену Рср.м по (19)

Sном.т.³3036,33/(2*0,7)

Sном.т³2168,81 кВА и отсюда выбирает трансформатор с

номинальной мощность 2500 кВА, то есть такой же который был

выбран в п.6.1. данной работы по выбору трансформаторов, что

подверждает верность предыдущих рассуждений.

4. Наибольшую реактивную мощность, которую целесообразно

передать через трансформаторы с сеть напряжением до 1 кВ, определяют по формуле (20)

Qмах.т= кВар

5. Суммарная мощность конденсаторных батарей на напряжение до

1кВ по (20) составит

Qнк1=2411,76-1740,89=670,87 кВар

6. Дополнительная мощность Qнк2 НБК для данной группы трансформаторов определяется по формуле (22), при этом из таблицы 4.6. стр.108 [5] для предприятия находящегося на Северо-Западе и работающего в три смены Кр1=11, а из таблицы 4.7. стр.109 [5] при мощности трансформатора 2500 кВА и длины питающей линии до 500 м Кр2=5. По рис. 4.9.а) стр.107 [5] в соответствии с указазнными коэффициентами Кр1 и Кр2 g=0,3, тогда

Qнк2=2411,76-0-0,3*2*2500=911,76 кВар

7. Суммарная реактивная мощность НБК по (15)

Qнк=670,87+911,76=1582,63 кВар.

8. По суммарной реактивной мощности выбираем компенсирующее устройство из [2] УКН 0,38-450 с Qном=450 кВар на номинальное напряжение 0,38 кВ. Таких устройств получается четыре по два на каждую секцию. Избыток мощности предусмотрен для обеспечения допустимых отклонений напряжения в послеаварийных режимах (рекомендуется на 10-15% больше).

Похожие работы

Проектирование кислородно-конвертерного цеха №2 ОАО "ММК"

Скачать

93855

6

4

... рынки сбыта и обеспечить решение вышеперечисленных задач. Этого можно добиться лишь за счет коренного технического перевооружения и новых технологий. 1.2         Вариант строительства ККЦ № 2 ММК Кислородно-конвертерный цех № 2 ОАО «ММК» предполагается строить на площадке перед имеющимся сортовым станом блюминга № 3. Это позволит значительно сократить время транспортировки горячих блюмов из ...

Металлургический комплекс РФ: черная металлургия

Скачать

91879

10

1

... деловые советы как обязательный образец для управления всеми национализированными заводами Урала. К концу февраля 1918 г. в руки пролетарской власти на Урале перешли 8 горнозаводских округов (36 предприятий черной металлургии) и бывшие казенные металлургические заводы Урала. Накануне первой мировой войны эти заводы производили 39,6 млн. пуд. чугуна и 24,6 млн. пуд. проката, или соответственно ...

Инвестиционные перспективы бизнеса в Оренбургской области

Скачать

144154

10

3

... по реконструкции очистных сооружений оренбургского газохимического комплекса ООО «Оренбурггазпром». Такова сущность и динамика инвестиционных процессов в Оренбургской области. Перейдем к характеристике бизнеса Оренбуржья, как важного субъекта регионального инвестирования. 2.3 Характеристика бизнеса Оренбургской области Бизнес в Оренбургской области представлен самыми различными схемами. ...