Вибір економічної потужності та числа цехових трансформаторів

Приймаємо до уваги, що трансформаторна підстанція даного цеха буде здійснювати питання споживачів сусіднього цеху максимальна потужність яких:

; кВт;

; квар.

Тоді загальне навантаження буде складати:

; кВт;

_; квар;

кВА.

Вибираємо варіанти для порівняння виходячи з питомої густини навантаження:

де F₁ та F₂ — площі 1та 2 цехів;

Найбільш економічним, згідно [1] є трансформатори з S_н=1000 кВА.

Виходячи з характеристики цеха в якості варіантів для порівняння приймаємо:

• 1-двотрансформаторна підстанція з трансформатором S_н=1000 кВА;
• 2- однотрансформаторна підстанція з трансформатором S_н=1600 кВА;

Мінімальну кількість цехових трансформаторів однакової потужності, що призначені для живлення технологічно зв’язаних навантажень, знаходять за виразом:

де — коефіцієнт завантаження (згідно табл.2.9 [1]);

• — номінальна потужність трансформатора, кВА;
• — дробовий доданок до найближчого цілого числа.

Економічно оптимальне число трансформаторів:

n _{тр е}=n_тр min+m;

m=f(n_тр min, К_з, n_тр) згідно [1].

В обох випадках m=0, тому n _{тр е}=n _тр min=2.

Вибираємо трансформатор:

І - ТМ -1000/10: S_н=1000 кВА; U₁/U₂=10/0,4 кВ ДР_х.х=1,9 кВт; ДР_к.з=12,2 кВт.

U_к.з=5,5%; I_н.х=1,7%.

Ціна трансформатора -86 600 грн.

IІТМ -1600/10: S_н=1600 кВА; U₁/U₂=10/0,4 кВ ДР_х.х.=3.3 кВт; ДР_к.з.=16.5 кВт.

U_к.з.=5,5%; I_х.х.=1,3%.

Ціна трансформатора -126 600 грн.

За рахунок та з’являється некомпенсована потужність Q_max.т, яка передаватиметься через трансформатори в мережу 0,38 кВ визначають її за виразом:

де k_з.ф — фактичний коефіцієнт завантаження:

;

;

;

Потужність батареї статичних конденсаторів напругою до 1000 В.

Q_нк1 = Q_м — Q_{маx.т ;}

Q_нк11=846,366 — 875,388 = -29,022 квар;

Q_нк12=843,89- 875,388 = -31,498 квар.

Знак мінус говорить про те, що на першому етапі розрахунку КБ не встановлюються, в цьому випадку Q_нк1 = 0.

Знаходимо додаткову потужність низької напруги КБ за виразом.

Q_нк2 = Q_м — Q_нк1 — гn_тре — S_т.ном ,.

де грозрахунковий коефіцієнт, який визначається в функції показників К₁ та К₂, схеми та напруги розподільчої мережі.

Показник К₁ характеризує відношення питомих витрат на низькота високовольтні конденсатори і в практичних розрахунках для енергетичної системи України.

Показник К₂ — враховує віддаленість ТП від ГПП та потужність трансформаторів рис. 2.7[1].

К₁=11 -трьохзмінне підприємство;

К₂=3; г=0,53−1 варіант;

К₂=5; г=0,53−2 варіант.

Q_нк21=846,366−0 -0,53•2−1000=-154,694 квар;

Q_нк22=846,366−0-0,53•1−1600=-754,694 квар.

Оскільки Q_нк2<0, то додаткову кількість батарей встановлювати не треба.

Знаходимо втрати потужності в трансформаторі:

ДР_т=ДР_х+К_з²ДР_кз ,.

де К_з=S_м/S_{ном тр}— коефіцієнт завантаження.

;

;

ДР_т1=2•(1,9+1,605²•12,2)=66,655 кВт;

ДР_т2=(3,3+1,003²•16,5)=19,9 кВт.

Знаходимо річне число годин використання максимуму втрат:

ф_max=(0,124+Т_м/10 000)²•8760=(0,124+6800/10 000)²•8760=5662,604 год.

Знаходимо річну вартість 1 кВт активних втрат та втрат н.х.

m=(а/Тм+b•10^-3)•ф_max;

m=(1,50/6800+0,156•10^-3)•5662,604=1,25 грн/кВт•год, де а=1,50 грн/кВт•год.; b=0,156 грн./ кВт•год.- ставка двоставкового тарифа по Київенерго :

m₀=(а/Тм+b•10^-3)•Т_в

m₀=(1,50/6800+0,156•10^-3)•8760=1,93 грн/кВт год.

Визначимо витрати по варіантам.

И=ДР_хm₀+ДР_кm;

И₁=2•1,9•1,93+2•12,2•1,25=37,83 грн/рік;

И₂=2•3,3•1,93+2•16,5•1,25=53,98 грн/рік.

Приведені затрати З=2Е_нК+И, де Е_н=0,15;

З₁=2•0,15•21 600+37,83 =6517,83 грн;

З₂=2•0,15•27 850+53,98=8408,98 грн.

Вибираємо перший варіант, як найбільш економічний.

Перевірка трансформатора на перенавантаження.

.

де К_н.доп=1,605-допустимий коефіцієнт перезавантаження, вибирається виходячи з попереднього графіка роботи трансформатора.

;

1000 > 999,6 кВА.

Умова виконується, тому приймаємо до встановлення двотрансформаторну підстанцію з трансформатором типу ТМ-1000/10.