Выбор числа и мощности трансформаторов на ТП

 

Рассчитывается число и мощность силовых трансформаторов на ТП по расчетной мощности цеховых потребителей, исходя из рациональной их загрузки, в нормальном режиме и с учетом минимально необходимого резервирования в послеаварийном режиме.

 

1. Если предполагаемое число трансформаторов 3, то определяется не число трансформаторов, а их мощность по формуле:

; (3.1)

где - полная суммарная мощность, передаваемая через трансформаторы к потребителям;

- число установленных на предприятии трансформаторов одного типоразмера;

- коэффициент загрузки трансформаторов.

 

2. Если предполагаемое количество трансформаторов >3, то определяется минимальное их число при заданной мощности трансформаторов, по формуле:

; (3.2)

где - суммарная активная мощность проходящая через трансформаторы одного типоразмера;

- рекомендуемый коэффициент загрузки трансформатора;

- мощность установленных на ТП трансформаторов одного типоразмера.

- добавка до ближайшего целого числа.

 

3. Экономически оптимальное число трансформаторов на предприятии рассчитывается по формуле:

; (3.3)

где - дополнительное количество трансформаторов необходимое для передачи нескомпенсированной реактивной мощности через установленные на ТП трансформаторы, определяется по рисунку П.Е.1

 

Так как на стадии проектирования (мощность устанавливаемых трансформаторов неизвестно), то расчет следует начинать с расстановки ТП на генеральном плане предприятия и подборе мощности трансформаторов в соответствии с активными нагрузками цехов.

При этом считают, что через трансформатор потребителям передается только активная мощность, а большая часть реактивной мощности компенсируется на шинах 0,4кВ цеховых ТП, как показано на рисунке 3.1.

 

 

Рисунок 3.1 Упрощенная схема ТП с компенсацией реактивной мощности на шинах 0,4кВ

- суммарная активная мощность передаваемая через цеховой трансформатор;

- нескомпенсированная реактивная мощность;

- мощность компенсирующего устройства.

 

Порядок расчета числа и мощности трансформаторов на ТП:

1. Намечают место установки цеховых ТП на генеральном плане предприятия. Как правило, ТП располагают вблизи самого мощного потребителя, а в рядом расположенные цеха, имеющие меньшую мощность, по экономическим соображениям, целесообразно устанавливать РП-0,4кВ.

2. На основании сравнения выбирают мощность и необходимое количество трансформаторов, исходя из их рациональной загрузки.

Наивыгоднейшая загрузка цеховых трансформаторов зависит от категории надежности потребителей электроэнергии, от числа трансформаторов и способа резервирования.

Допускается принимать загрузку трансформаторов на стадии проектирования, с учетом неполной компенсации реактивной мощности на шинах ТП равной:

Сравнение производится как по мощности трансформаторов, так и по их количеству, при этом количество трансформаторов, как правило, не должно превышать четырех на одном ТП, а мощность одного трансформатора более 1600кВА принимаются только при наличии сосредоточенного потребителя мощностью >3000кВт и удельной плотностью нагрузки более 0,2- 0,3 кВт/м² площади цеха.

В целях экономически обоснованного решения принимать более двух типоразмеров трансформаторов на предприятии не рекомендуется, а количество трансформаторных подстанций (ТП) определяется мощностью цеховых потребителей, распределительные пункты (РП) которых получают питание от ТП по кабельным линиям 0,4 кВ.

Для более наглядного решения по выбору числа и мощности трансформаторов рекомендуется составить таблицу 3.1, где на предварительном этапе подбора мощности трансформаторов заполняются колонки 1; 2; 3; 4; 7; 8.

 

Таблица 3.1- Выбор числа и мощности трансформаторов на ТП

№ ТП	№№ Цехов	Нагрузка по цехам	Число и мощность трансформа торов
Нагрузка цехов , кВт	Суммарная нагрузка кВт	Нагрузка цехов , квар	Суммарная нагрузка квар

 

Все варианты по выбору мощности и числа трансформаторов указываются в колонке 7; 8. (смотри пример по таблице 1.1)

Колонки 5; 6 заполняются после окончательного определения числа и мощности трансформаторов на ТП.

3. После того как будет выбрано число и мощность трансформаторов необходимо сделать проверку рассчитав необходимое минимальное число трансформаторов по формуле (3.2), где за - принимается наиболее характерный коэффициент загрузки трансформаторов принятых к установке на ТП одного типоразмера.

Изменяя значение (в небольших пределах, не выходя за границы рациональной загрузки трансформатора), добиваются равного результата , полученного по формуле (3.2), и действительным числом установленных трансформаторов одного типоразмера, принятых на основании таблицы 3.1.

4. Подставляя значение, полученное по формуле (3.2) и найденное значение , производят окончательный выбор числа и мощности трансформаторов по формуле (3.3)

Если полученное по формуле (3.3) число трансформаторов отличается от принятого раннее на основе выбора числа трансформаторов, то необходимо пересмотреть намеченное раннее число трансформаторов, или изменить коэффициент их загрузки в формуле (2).

 

Для лучшего восприятия студентом вышесказанного приведем пример выбора числа и мощности трансформаторов станкостроительного завода:

 

Таблица 3.2- Распределение нагрузок 0,4 кВ станкостроительного завода по ТП

№ ТП	№№ Цехов	Нагрузка по цехам	Число и мощность трансформа торов
Нагрузка цехов , кВт	Суммарная нагрузка кВт	Нагрузка цехов , квар	Суммарная нагрузка квар
		1153,85	1153,85			4 400 2 630 2 1000	0,72 0,92 0,58
	2;22; охранное освещение	407,57+ 9,84+ 16,6	434,01			2 250 1 630	0,87 0,69
	12;12А;13; освещение площадки	156,49+ 150,19+ 157,89+ 1,85	466,42			3 250 2 400 1 630	0,62 0,58 0,74
	21;18;17; уличное освещение	217,45+ 667,0+ 219,75+ 18,98	1123,2			4 400 2 630	0,70 0,89
	9;19;8;8А освещение площадки; освещение склада угля	261,73+ 224,23+ 54,215+ 54,215+ 3,96+ 5,67	603,74			3 250 2 400 1 630 1 1000	0,80 0,75 0,96 0,60

 

Выделенным показано оптимальное решение по выбору числа и мощности трансформаторов на ТП, остальные варианты не проходят:

а) по коэффициенту загрузки трансформаторов (сильно выходят за рамки рациональной загрузки- 0,58; 0,60; 0,62; 0,87; 0,89);

б) этот типоразмер трансформатора не предусматривает установки на все ТП (250 и 1000 кВА)