Электроснабжение инструментального цеха

 

 

3.Расчет и выбор компенсирующих  устройств.

 

К сетям напряжением до 1кВ на промышленных предприятиях подключается большая часть потребителей реактивной мощности. Коэффициент мощности нагрузки НН обычно не превышает 0,8. Сети напряжением 380 – 660В электрически более удалены от источников питания, поэтому передача реактивной мощности в сеть НН требует увеличения сечений проводов и кабелей, повышения мощности силовых трансформаторов и сопровождается потерями активной и реактивной мощностей. Затраты, обусловленные перечисленными факторами, можно уменьшить или даже устранить, если осуществить КРМ непосредственно в сети НН.

Если распределительная сеть выполнена только кабельными линиями, то ККУ любой мощности рекомендуется присоединять непосредственно к шинам цеховой ТП. При питании от одного трансформатора двух и более магистральных шинопроводов к каждому из них присоединяют только по одной НБК.

Методика расчета: для выбора КУ необходимо знать – расчетную реактивную мощность КУ, тип КУ, напряжение КУ. Расчетную реактивную мощность КУ можно определить из соотношения:

Где:

Qк.р – расчетная мощность КУ, квар;

ά – коэффициент, учитывающий повышение cosφ естественным способом, принимается ά = 0,9;

tgφ, tgφк – коэффициенты реактивной мощности до и после компенсации.

Компенсация реактивной мощности по опыту эксплуатации производят до получения значения cosφк = 0,92…0,95.

Задавшись cosφк из этого промежутка, определяют tgφк.

Значения Рм, tgφк выбираются по результатам расчета нагрузок из «Сводной ведомости нагрузок».

Задавшись типом КУ, зная Qк.р и напряжение, выбирают стандартную компенсирующую установку, близкую по мощности. Применяются ККУ или конденсаторы, предназначенные для этой цели.

После выбора стандартного КУ определяется фактическое значение cosφф

Где:

Qк.ст – стандартное значение мощности выбранного КУ, квар.

По tgφф определяется cosφф:

Алгоритм расчета и выбора компенсирующих устройств соответствует представленной выше методике. Исходными данными являются коэффициент реактивной мощности для ШМА - cosφ определяемый по формуле (3.1) и коэффициент реактивной мощности для ШМА - tgφ определяемый по формуле (3.2).

Зная расчетную схему с реактивными нагрузками, рассчитываются точки подключения КУ к ШМА, так чтобы выполнялось условие в точках подключения нагрузок.

Выбор точек подключения КУ производится после определения реактивных нагрузок каждого СП по формуле (3.3).

После выбора и нахождения точек установки КУ заполняется сводная ведомость для ШМА с учетом КУ. Рассчитываются реактивная энергия, активная энергия, полная нагрузка и ток на ШМА с учетом КУ. Затем определяется расчетная мощность трансформатора с учетом КУ аналогично рассчитываемой в пункте 2. В конце выбирается трансформатор с учетом потерь и компенсации реактивной мощности.

 

Исходные данные:

                                                        (3.1)

                          

                                                          (3.2)

Параметр	cosφ	tgφ	Рм, кВт	Qм, квар	Sм, кВА
ШМА 1	0.62	1.265	22.3	15.9	25.6
ШМА 2	0.56	1.46	31.3	29.5	37.2

 

3.1.Определение расчетной мощности КУ.

Принимаем cosφк = 0,95, тогда tgφк = 0,33. α – коэффициент, учитывающий повышение cosφ естественным способом, принимаем α = 0,9.

 

3.2.Выбор КУ.

Принимаем:

- для ШМА1 – КСТ – 0,38 – 9,4 У3 (силовой конденсатор);

- для ШМА2 – КС1 – 0,38 – 18 У3 (силовой конденсатор).

 

3.3.Определяем фактическое значение tgφф, cosφф после компенсации реактивной мощности.

 

 

 

3.4.Расчет реактивных нагрузок на силовых пунктах без учета КУ.

Схема для расчета реактивных нагрузок на СП без учета КУ представлена на рис.3.1.

Рис.3.1. Схема для расчета реактивных нагрузок на СП без учета КУ.

 

                                                                  (3.3)

Для силовых пунктов: СП1, СП2, СП3 присоединенных к ШМА1 Ки.ШМА1 = 0,165, tgφШМА1 = 1,265.

Для остальных силовых пунктов расчет производится аналогично. Результаты расчета приведены в таблице 3.1.

Таблица №3.1.

Реактивные нагрузки на силовых пунктах без учета КУ.

№ СП	1	2	3	4	5	6	7
Qсп, квар	5,7	12,4	9,9	13,8	10,8	5,7	15,4

 

3.5.Составление расчетной схемы.

Расчетная схема с установленными КУ приведена на рис.3.2.

Рис.3.2. Расчетная схема.

 

3.6.Проверка выполнения условия в точках подключения нагрузок.

Для ШМА 1:

- точка 1: 28 ≥ 4,7 ≤ 22,3 – условие не выполняется;

- точка 2: 22,3 ≥ 4,7 ≤ 9,9 – условие не выполняется;

- точка 3: 9,9 ≥ 4,7 ≥ 0 – условие выполняется.

Следовательно, на ШМА 1 подключается СК мощностью 9,4квар в точке 3.

Для ШМА 2:

- точка 4: 45,7 ≥ 9 ≤ 31,9 – условие не выполняется;

- точка 5: 31,9 ≥ 9 ≤ 21,1 – условие не выполняется.

- точка 6: 21,1 ≥ 9 ≤ 15,4 – условие не выполняется.

- точка 7: 15,4 ≥ 9 ≥ 0 – условие выполняется.

Следовательно, на ШМА 2 подключается СК мощностью 18квар в точке 7.

 

3.7.Заполнение сводной ведомости для ШМА1 и ШМА 2 с учетом установленных на них КУ табл.3.2.

Реактивная энергия с учетом КУ:

Полная энергия с учетом КУ:

;

Ток на ШМА с учетом КУ:

Таблица №3.2.

Параметр	cosφ	tgφ	Рм, кВт	Qм, квар	Sм, кВА	Iм, А
ШМА 1	0,62	1,265	22,3	15,9	25,6	38,9
ШМА 2	0,56	1,46	31,3	29,5	56,5	56,5
КУШМА 1				9,4
КУШМА 2				18
Всего на ШМА 1	0,97	0,23	22,3	6,5	23,2	35,2
Всего на ШМА 2	0,96	0,3	31,3	11,5	33,3	50,6
Всего на НН	0,965	0,265	53,6	18	56,5

 Сводная ведомость для ШМА1 и ШМА 2 с учетом установленных на них КУ.

 

3.8.Заполнение сводной ведомости нагрузок.

Определение расчетной мощности трансформатора с учетом потерь:

Сводная ведомость нагрузок.

Параметр	Рм, кВт	Qм, квар	Sм, кВА
Всего на ШНН	69,77	28,9	77,3
Потери	1,546	7,73	7,9
Всего на ВН	71,316	36,63	85,2

 

3.9.Выбор трансформатора с учетом потерь и компенсации реактивной мощности.

По табл.6.стр.11.[2], принимаем КТП 2×100 – 10/0,4:

Тип – 2КТП100/10(6)/0,4;

Мощность трансформатора - 2×100кВА;

Тип трансформатора – ТМФ – 100/10.

По табл.2.106.стр.214.[3], принимаем трансформатор:

Тип – ТМФ – 100/10;

Номинальная мощность – 100кВА;

Сочетание напряжений:

ВН – 6,10кВ;

НН – 0,4кВ;

Схема и группа соединений обмоток – Д/Ун – 0;

Потери ХХ – 330Вт;

Потери КЗ – 1970Вт;

Напяжение КЗ – 4,5%;

Ток ХХ – 2,6%.

Габариты и масса трансформатора:

- Длина – 1220мм;

- Ширина – 1020мм;

- Высота:

Полная – 1600мм;

До крышки 1190мм;

- Полная масса – 1100кг.

Полная – 1760мм;

До крышки 1290мм;

- Полная масса – 1425кг.