Расчет. 4 Расчет компенсации реактивной мощности. 4 Расчет компенсации реактивной мощности 1 Определение оптимального числа цеховых трансформаторов
 Скачать 230 Kb.
|
|
4 Расчет компенсации реактивной мощности 4.1 Определение оптимального числа цеховых трансформаторов Оптимальное число цеховых трансформаторов c одинаковой мощностью предназначено для питания технологически связанных нагрузок с учётом целесообразной величины реактивной мощности, передаваемой через трансформаторы в сеть, напряжением до 1 кВ. Завод включает II и III категории потребителей как с высокотемпературной средой, так и с нормальными условиями в связи с чем в одной ТП устанавливается 2 трансформатора, а сама ТП располагается за пределами цеха или непосредственно в нем соответственно. Так как производство связано с рисками возникновения пожаров рекомендуется использовать сухие трансформаторы типа ТСЗ. 4.1.1 Цеха группируются по ТП с типовой мощностью трансформаторов 1000 кВА и определяется минимальное экономически эффективное число трансформаторов  (4.1) где Рр = 6763,1 - расчётная активная нагрузка группы цехов, таблица 3.3  - коэффициент загрузки сухого трансформатора, [1] номинальная мощность трансформатора. 4.1.2 Определяется экономически оптимальное число трансформаторов  (4.2)где m – дополнительное число трансформаторов,  m=1 Данное количество трансформаторов позволяет пропорционально распределить всю нагрузку завода, так что окончательное число трансформаторов равно 14. 4.1.3 Определение коэффициента загрузки без учета компенсации  (4.3) Данное значение входит в пределы допустимой перегрузки для сухих трансформаторов Kз = 0,483 ≤ 0,55. 4.2 Расчет компенсации реактивной мощности в сетях до 1 кВ 4.2.1 Определение наибольшей реактивной мощности, которая может быть передана через силовые трансформаторы  (4.4) 4.2.2 Определение суммарной реактивной мощности группы трансформаторов, которую необходимо скомпенсировать:  (4.5)где  8133,8 - расчётная реактивная нагрузка группы цехов по таблице 3.3, кВАр,  реактивная мощность, определенная по пункту 4.2.1, кВАр 4.2.3 Определение дополнительной мощности компенсирующих устройств для снижения потерь в трансформаторах и сети 6-10 кВ:  (4.6)где  k1 – коэффициент принадлежности к энергосистеме, равный 15 (3 рабочих смены, энергосистема Сибири). [1] k2 – коэффициент, зависящий от протяжённости кабельной линии и мощности трансформаторов, равный 2 (длина питающей линии до 0,5км, мощность трансформатора 1000кВА ). Коэффициент   4.2.4 Определение суммарной реактивной мощности:  (4.7) Эта мощность распределяется пропорционально реактивным мощностям всех 14xТП-(2x1000). 4.3 Расчет и выбор компенсирующих устройств Для ТП-4 (2x1000), которая питает литейный цех суммарная реактивная мощность равна Qр = 968,53 кВАр, а активная Pр = 940,05 кВт. Расчет производится по следующему алгоритму. 4.3.1 Рассчитанная мощность распределяется между трансформаторами пропорционально их реактивным нагрузкам, согласно формуле:  (4.8)Для ТП-4  Расчет для остальных ТП производится аналогично формуле (4.8). Для ТП4 выбирается 2 батареи конденсаторов: УКМ63-0,38-450-25 У3 с Q = 450 кВАр. Таким образом Qку= 2x450 = 900 кВАр, что компенсирует реактивную мощность и повышает коэффициент мощности с 0,71 до cos  = cos(arctg(90/ 984,9)) = 0,995. Расчет компенсации для других ТП представлен в таблице 4.1 формы Ф202-90-0,4. В КУ для ТП-1 сняты один из двух патронов у предохранителей типа ПКЭ108 и три шины соединяющие конденсаторы между собой, что уменьшает реактивную мощность КУ на 225 кВАр. [7] Таблица 4.1
4.3.2 Расчетная мощность после компенсации для ТП-4 определяется по формуле:  (4.9) где n = 2 – количество компенсирующих устройств 4.3.3 Полная мощность после компенсации определяется по формуле:  (4.10)4.3.4 Коэффициент загрузки трансформатора после компенсации определяется по формуле (4.3):  Расчет для остальных ТП производится аналогично формулам (4.9 – 4.10) 4.4 Определение потерь в цеховых трансформаторах
4.4.1 Определение потерь активной мощности трансформатора  (4.11)где n – количество трансформаторов  потери холостого хода в трансформаторе, кВт [3]  потери короткого замыкания в трансформаторе, кВт [3] kз – коэффициент загрузки трансформатора  4.4.2 Определение реактивных потерь холостого хода по формуле  (4.12)где Iхх – ток холостого хода, % [3] Sном тр – номинальная мощность трансформатора, кВА  4.4.3 Определение реактивных потерь короткого замыкания по формуле  (4.13)где Uкз – напряжение короткого замыкания, % [3]  4.4.5 Определение потерь реактивной мощности трансформатора:  (4.14)где n – количество трансформаторов  потери холостого хода в трансформаторе, кВт [3] потери короткого замыкания в трансформаторе, кВт [3]kз – коэффициент загрузки трансформатора.  Так как на территории промышленного предприятия установлены однотипные трансформаторы, расчеты потерь для них будет производится аналогично, а результаты расчетов сводятся в таблицу 4.2.
4.5 Расчет компенсации реактивной мощности в сетях выше 1кВ Компенсация реактивной мощности в сетях выше 1 кВ рассчитывается исходя из баланса мощностей. 4.5.1 Некомпенсированная реактивная нагрузка для ЗРУ определяется по формуле:  (4.15) где  – реактивная мощность дуговых-сталеплавильных печей, таблица 4.3 – реактивная мощность двигателей, таблица 4.3.При расчетной реактивной мощности, полученной выше, cos = 0,96, следовательно, компенсация для высокой стороны 6 кВ необходима. 4.5.2 Определение мощности компенсирующего устройства по формуле, кВАр:  (4.16)где Pp – суммарная расчетная активная мощность цехов завода, кВт tgφ1 = 0,27 – тангенс нагрузки, определяемый как Qр/Рр tgφ2 = 0,14 – тангенс, определяемый по заданному косинусу, равному 0,99  Для ЗРУ выбирается компенсирующее устройство 2хУКЛ(П)56-6,3(10,5)-1100У1, что позволяет повысить коэффициент мощности до 0,99. [7] Результирующие нагрузки трансформаторных подстанций сведены в таблицу 4.4. Таблица 4.4 Результирующие электрические нагрузки цеховых ТП
Продолжение таблицы 4.1
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||