2.3. Компенсация реактивной мощности.

Чтобы уменьшить потери мощности необходимо компенсировать реактивную нагрузку. Найдем необходимую мощность компенсирующего устройства:

Qку = α · PрΣ · (tg φ ср.вз. - tgφс ) , (15)

где α – коэффициент, учитывающий возможность снижения реактивной

мощности естественными способами, принимается равным 0,9 [4];

PрΣ – суммарная активная нагрузка на шинах 0,38кВТП;

tg φ ср.вз – средневзвешенное значение реактивного коэфициента мощности;

tgφс – реактивный коэфициент мощности, который необходимо достич после компенсации tgφс = 0,15 по заданию;

Qку = 0,9 · 439,7· ( 1,05 – 0,15 ) = 356,2 кВАр

tg φ ср.вз. = Q рΣ/PрΣ , (16)

tg φ ср.вз. = 462 / 439,7 = 1,05,

где РрΣ – суммарная расчётная активная нагрузка на шинах 0,38кВ ТП;

QрΣ – суммарная расчётная реактивная нагрузка на шинах 0,38кВ ТП.

По [5, табл. 10.11] выбираем комплектное компенсирующие устройство

УК – 0,38 – 150НУ3 и УК – 0,38 – 220НУ3. Мощность компенсирующего устройства 370 кВАр. Находим уточнённую расчётную нагрузку на шинах 0,38кВ ТП:

Sр = √ Рр∑2 + (Q рΣ - Qку)² (17)

Sр = √ 439,7² + ( 462 – 370)² = 452 кВА

2.4. Выбор трансформаторов питающей подстанци

Выбор числа и мощности трансформаторов для цеховых промышленных предприятий должен быть технически и экономически обоснованным, так как он оказывает существенное влияние на рациональное построение схем промышленного электроснабжения.

Критериями при выборе трансформаторов являются надёжность электроснабжения, условие обеспечения режима работы системы электроснабжения с минимумом потерь электроэнергии.

Учитывая, что электропреимники цеха относятся к потребителям 3-й категории по надёжности электроснабжения, на питающей подстанции можно установить трансформатор.

В соответствии с нагрузкой намечаем 2 варианта мощности трансформаторов:

1вар.- 1х630 кВА

2вар.- 2х250 кВА

Расчёт покажем на примере 2-ого варианта.

1)Определяем коэффициент загрузки трансформаторов:

Кз = Sр/N * Sном.тр, (18)

где N – число устанавливаемых трансформаторов;

Sном.тр – номинальная мощность одного трансформатора

Кз = 452/2 * 250 = 0,9 ,

2)Проверяем трансформаторы по аварийному режиму.

Так как масляные трансформаторы в аварийном режиме допускают перегрузку на 40% по 6 часов в сутки в течении 5 суток, то при отключении одного трансформатора второй с учётом допустимого перегруза пропустит

0,4·250 = 350кВА

Дефицит мощности составит

452-350 = 102кВА,

но т.к. электроприёмники относятся к 3 категории по надёжности электроснабжения, то часть их на время ремонта можно отключить.

3)Проверяем трансформаторы по экономически целесообразному режиму.

Находим стоимость потерь энергии:

Сn = Со∙N∙Tм[∆Рхх+Ки.п∙Iхх∙Sном.тр/100+Кз2∙(∆Ркз+Кип∙Uк∙Sном.тр/100)], (19)

где Со – стоимость одного кВт·ч, на текущий, Со = 0,81 руб/кВт∙ч;

Тм – число использования максимума нагрузки. Тм = 2000ч, [3, с. 38];

∆Рхх – потери мощности холостого хода, ∆Рхх=0,91кВт [5, табл. 27.6];

Ки.п – Коэффициент изменения потерь, Ки.п = 0,03 кВт/кВАр [5];

Iхх – ток холостого хода, Iхх= 2,3% [5, табл. 27.6];

∆Ркз – потери мощности короткого замыкания, ∆Ркз=3,7 [5, табл. 27.6];

Uк – напряжение короткого замыкания, Uк = 6,5% [5, табл. 27.6]

Сn=0,81∙2∙2000[0,74+0,03∙2,3∙250/100+0,9(3,7+0,03∙6,5∙250/100]=8576,6 руб,

Находим капитальные затраты:

К = N · Cс.тр, (20)

где Cс.тр – стоимость одного трансформатора, Cс.тр = [5, табл. 27.6];

Са = Ка · К (21)

Са = 0,12 · 1500 = 180руб

где Ка - коэффициент учитывающий отчисления на амортизацию и эксплуатацию, для трансформаторов Ка = 0,12 [5]

Находим суммарные ежегодные затраты:

С∑= Сn + Са (22)

С∑= 8576,6 + 180 = 8756,6руб

Для первого варианта расчёт аналогичен, результаты сведены в табл. 3

Таблица 3

Так как варианты по суммарным затратам отличаются менее чем на 3%:

(8756 –8749,5)*100/8749,5 = 0,08%,

то варианты считаются равноценными, поэтому выбираем вариант с наименьшими капитальными затратами т. е. 2 х 250 кВА.

2.5. Выбор места расположения питающей подстанции

Место расположения ШР определяется по картограммам нагрузок в зависимости от мощности, запитанных от него электроприёмников.

Распределительные шкафы и цеховую трансформаторную подстанцию целесообразно устанавливать в центре электрических нагрузок (ЦЭН). Координаты ЦЭН определяют по формуле:

Хцэн = ΣХiРi/ ΣРном.i , (23)

Yцэн = ΣYiРi/ ΣРном.i , (24)

где Хi - координата i – го электроприёмника по оси абсцисс, м;

Yi – координата i – го электроприёмника по оси ординат, м;

Рном.i – номинальная мощность i – го электроприёмника, кВт.