Оптимизация выбора мощности цеховых трансформаторов с учётом КУ

Поскольку для каждого предприятия энергосистема устанавливает величину реактивной мощности, которую она передаёт по своим сетям этому предприятию в часы максимума нагрузки энергосистемы и в часы минимума нагрузки энергосистемы, то недостающая реактивная мощность должна быть скомпенсирована на месте. Проблема компенсации реактивной мощности важна ещё потому, что это позволяет значительно уменьшить потери электроэнергии. Наибольший эффект снижения потерь электроэнергии в сети имеет место при полной компенсации реактивных нагрузок. Задача сводится к выбору для каждого РП батарей конденсаторов, мощность которых по возможности равна реактивной нагрузке этого пункта.

В зависимости от места установки КУ на стороне 6-10 кВ или на напряжении до 1000 В затраты различны.

Случай установки БК со стороны 6-10 кВ может привести к увеличению установленной мощности трансформаторов, но с другой стороны источники РМ, устанавливаемые там экономичнее БК на напряжении до 1000 В.

Поэтому при определении экономически наивыгоднейшего варианта приходится рассчитывать приведённые затраты. Определим активное сопротивление АД по каталожным данным [7]:

Р_Н=630 кВт; U_Н=10 кВ; n=1500 об/мин;

 ŋ=94.8%; cos (φ) =0.9; S_Н=0.8%;

М_П/М_Н=1.3; I_П/I_Н=6.5.

R_АД= ( (Р_Н+ΔР_МЕХ) ·м_К) / (4· (1-S_Н) ·100²·6.5²), (3.3).

Механические потери примем 1% от Р_Н.

R_АД=2.45 Ом.

Параметры распределительных сетей приведены в таблице 3.3.2.1 Расчёт этих сетей произведён в п.6.2.

Таблица 3.3.2.1

Параметры распределительных сетей.

Чтобы определить оптимальную мощность БК необходимо произвести последовательное эквивалентирование схемы замещения исходной распределительной сети начиная с конца токопровода, в соответствии с формулой:

R_Э=1/Σ (1/R_i), (3.4).

Т. к. каждый раз последовательно складывается только два сопротивления, то удобнее пользоваться формулой сложения двух параллельно соединённых сопротивлений, вытекающей из (3.4):

R_{Э 12}=R₁·R₂/ (R₁+R₂), (3.5).

Когда эквивалентирование всей сети будет завершено, распределение Q по участкам токопровода и ответвлениям рассчитывается по (3.6).

Q_i=Q·R_Э/R_i, (3.6).

Где Q-суммарная мощность, подлежащая распределению;

R_i-сопротивление I-й радиальной линии;

R_Э-эквивалентное сопротивление всех радиальных линий.

Расчётная схема замещения приведена на рис.3.2.1

Рис.3.2.1 Схема замещения распределительной сети.

В результате эквивалентирования получено R_{Э ГПП}=0.025 Ом.

Таблица 3.3.2.2

Результаты расчета КУ.

Выбор схемы электроснабжения завода и трансформаторов ГПП

Выбор числа и мощности трансформаторов ГПП

Поскольку на рассматриваемом предприятии преобладают потребители I и II категорий по бесперебойности электроснабжения, поэтому, в соответствии с ПУЭ, для внешнего электроснабжения предусматриваю две линии.

Питающие линии выполнены воздушными, т.к расстояние от завода до ИП значительно и составляет 25 км. При сооружении ГПП предусматриваются два трансформатора связи с энергосистемой.

Выбор мощности трансформаторов ГПП произвожу по расчётной мощности завода с учётом загрузки их в нормальном и аварийном режимах с учётом допустимой перегрузки в последнем режиме. Мощность трансформаторов должна быть такой, чтобы при выходе из работы одного из них второй воспринимал бы на себя всю НГ подстанции с учётом аварийной перегрузки.

Мощность трансформатора находим по формуле:

S_ТР=S_Р/1.4, (4.1).

Где 1.4-предельный коэффициент загрузки трансформатора.

Р_Р=32191.31 кВт.

Q_Р=32191.31·0.33=10623.13 квар.

S_Р=33898.84 кВА.

S_ТР=24213.5 кВА.

Принимаю к установке два трансформатора ТДН-110/10 мощностью по 25 МВА [5].

Загрузка трансформаторов в нормальном режиме:

К_З=S_Р/2·S_{Н. ТР. (}4.2).

К_З=0.678;

В послеаварийном режиме:

К_{З АВ}=S_Р/S_{Н ТР} (4.3).

К_{З АВ}=1.36.

Принимаем к установке 2xТДН-25, считая возможным в аварийном режиме отключение потребителей третьей категории и частично потребителей второй категории.