Файл: Пояснительная записка к дипломному проекту сптотфпдэ9903. Пз исполнитель Гладков С. В. Самойлов Г. В.docx

2.1.4. Мероприятия по повышению cos φ

Компенсация реактивной мощности – это целенаправленное воздействие на баланс реактивной мощности в узле электроэнергетической системы с целью регулирования напряжения, а в распределительных сетях и с целью снижения потерь электроэнергии. Компенсация реактивной мощности показана на диаграмме (рис. 2) [1].

Мероприятия по компенсации реактивной мощности позволяют:

1. 
   Уменьшить нагрузку на трансформаторы, увеличить срок их службы;
   
2. 
   Уменьшить нагрузку на провода, кабели;
   
3. 
   Уменьшить нагрузку на коммутационную аппаратуру за счет снижения силы тока в цепях;
   
4. 
   Снизить расходы на электроэнергию.
   

Рис.2 Диаграмма работы компенсирующего устройства

Согласно Правилам устройства электроустановок (ПУЭ) значение коэффициента активной мощности должно быть в пределах:

cos φ = 0,92…0,95 [4].

1. 
   Определяем суммарную максимальную полную и активную мощности по ресторану:
   

Значения ∑S_м и ∑P_м взяты из таблицы 3.

∑S_м = 85,95 кВА

∑P_м = 82,37 кВт

2. 
   Определяем коэффициент активной мощности cos φ:
   

(2.20)



Значение коэффициента активной мощности cos φ находится в пределах допуска.

2.1.5. Выбор числа и мощности силовых трансформаторов на ТП

Правильный выбор числа и мощности трансформаторов на подстанциях промышленных предприятий является одним из важных вопросов электроснабжения и построения рациональных сетей. Для питания ресторанных потребителей служат главным образом комплектные трансформаторные подстанции (КТП), располагаемые ближе к центру нагрузок. При наличии на предприятии комплектные трансформаторные подстанции обеспечивают надежное электроснабжение потребителей третьей и второй категории надежности электроснабжения. В нормальных условиях трансформаторы должны обеспечивать питание всех потребителей предприятия при их номинальной нагрузке [1], [4].

Число и мощность трансформаторов выбираются:

1. 
   по графику нагрузок потребителей и расчетным значениям средней и максимальной мощностей;
   

---

2) по технико–экономическим показателям отдельных вариантов систем электроснабжения;

3) по условию обеспечения режима работы системы электроснабжения с минимумом потерь электроэнергии при заданном графике нагрузки.

Так как нагрузку ресторана составляют потребители второй категории надежности электроснабжения, то необходимо установить два трансформатора.

Для выбора трансформатора необходимо определить суммарную максимальную полную мощность электрооборудования и освещения.

1. 
   Определяем суммарную максимальную полную мощность электрооборудования и освещения:
   

∑S_м = ∑S_{м э.о.} + ∑S_{м о.} (2.21)

где:

∑S_м – полная максимальная мощность, кВА;

∑S_м.о. – максимальная полная мощность электрооборудования ресторана, кВА;

∑S_м = 85,95 + 2,58 = 88,53 кВА

2. 
   Определяем полную среднесменную мощность:
   

(2.22)

S_см = 29,45 кВА

3. 
   Определяем коэффициент заполнения суточного графика α:
   

(2.23)

где:

S_см – средняя полная мощность по ресторану, кВА;

S_м – максимальная полная мощность по ресторану, кВА;

0,33

4. 
   Определяем коэффициент кратности допустимой нагрузки по графику (рис. 3) [1]: K_α = 1,45 при t = 2 ч
   

Рис. 3 Зависимость допустимой перегрузки трансформатора в период максимума нагрузки от продолжительности последней t и от коэффициента заполнения суточного графика α

5. 
   Определяем номинальную мощность трансформатора:
   

(2.24)

61,06 кВА

6. 
   Выбор силового трансформатора на ТП для питания пекарного ресторана:
   

Выбран трансформатор типа ТМ – 160/10/0,4:

Условные обозначения трансформатора ТМ – 160/10/0,4

Т – трехфазный;

М – масляный;

160 – полная номинальная мощность

---

, кВА;

10 – класс напряжения, кВ;

0,4 – напряжение на выводах НН, кВ

Параметры трансформатора типа ТМ – 160/10/0,4 приведены в таблице 6

Таблица 6 – Параметры трансформатора типа ТМ – 160/10/0,4

Тип трансформатора

Потери, Вт

Uкз, %

Iхх, %

Схема соединения обмоток

Сопротивление, мОм

ХХ

КЗ

Rт

Xт

Zт

Zт(2)

ТМ – 160/10/0,4

0,54

2,65

4,5

2,4

Y/Yн – 0

5,5

17,1

18

195

где:

R_т, X_т, Z_т – активное, индуктивное и полное сопротивления трансформатора прямой последовательности, предназначены для расчета токов короткого замыкания;

Z_т⁽²⁾ – сопротивление току однофазного короткого замыкания

Для ТП выбрано один трансформатор.

2.1.6. Выбор схемы электроснабжения при напряжении 10 кВ и линии

Ресторанная ТП получает ЭСН от ГПП завода по кабельной линии длиной 1,3 км, напряжение – 10 кВ. На вводе к трансформатору устанавливают разъединитель QS на выводе автоматический выключатель QF.

Схема электроснабжения ТП ресторана представлена на рисунке 4.


Рис. 4 Схема электроснабжения трансформаторной подстанции ресторана.

2.1.7. Расчет нагрузки при напряжении 10 кВ и линии, питающей ресторанную ТП

Длина линии 1,3 км. U_н = 10 кВ.

Принимаем годовое число часов использования максимума нагрузки при работе в 1 смену T_мр = 2100 ч.

1. 
   Определяем расчетный ток нагрузки:
   

(2.25)

9,24 А

2. 
   Выбор сечения кабеля ВБбШв по экономической плотности тока при
   

T_мр

---

= 2100 ч:

(2.26)

где:

F_э – экономическое сечение кабеля, мм²;

i_эк – экономическая плотность тока, А/мм²

Принимаем i_эк = 3 А/мм²

3,08 мм²

Выбираем сечение кабеля 4мм²

Выбран кабель ВБбШв 4 х 4

В - Изоляция жил из ПВХ пластика;

Б – Броня из двух стальных лент;

б – без подушки, которая является внутренней частью защитного покрова;

Шв – защитный покров в виде выпрессованного шланга

3. 
   Определяем длительную допустимую токовую нагрузку:
   

Для кабеля ВБбШв 4 х 4 длительный допустимый ток I_д.д. = 27А

Проверяем выполнение условия:

I_д.д. ≥ I_р (2.27)

27 > 9,24 А

4. 
   Проверка кабеля на нагрев длительным током:
   

I_п = I_р * K_п (2.28)

где:

I_п – ток перегрузки, А;

I_р – коэффициент перегрузки кабеля, принимаем K_п = 1,2

I_п = 9,24 * 1,2 = 11,08 А

Проверяем выполнение условия:

I_д.д. ≥ I_п (2.29)

27> 11,08 А

Условие выполняется.

5. 
   Проверка линии на потерю напряжения:
   

Длина кабельной линии 1,3 км, поэтому в нормальном режиме работы потери напряжения составляет менее 5% и проверку на потерю напряжения можно не производить.

2.1.8. Выбор оборудования ТП с расчетом токов короткого замыкания

Выбор оборудования ТП ресторана:

1. 
   Трансформатор – ТМ – 160/10/0,4
   
2. 
   Разъединитель внутренней установки – РВ – 10
   
3. 
   Шкаф высоковольтного ввода – ШВВ – 6 (10)
   
4. 
   Шкаф ВРУ – ППР8501 – 044 – 21У3
   

Схема электрическая принципиальная КТП ресторана представлена на чертеже СПТОТФПДЭ9903.ЭТХ.4

Расчет токов короткого замыкания на вводе в ТП

Токи короткого замыкания рассчитывают для тех точек сети, при коротком замыкании в которых аппараты и токоведущие части будут находиться в наиболее тяжелых условиях. Для расчета токов короткого замыкания в установках напряжением свыше 1000 В используется система относительных единиц [1].

1. 
   Определение активного и индуктивного базисных сопротивлений линии:
   

---

(2.30)

(2.31)

где:

S_б – базисная мощность, принимается равной мощности системы, суммарной мощности генераторов электростанции, трансформаторов подстанции или удобное для расчета значение кратное 10 (10, 100, 1000 МВА).

Принимаем S_б = 10 МВА;

Х_о – индуктивное сопротивление 1 км длины линии, Ом/км. Принимаем для кабеля ВБбШв 5 х 4, Х_о = 0,4 Ом/км;

r_o – активное сопротивление 1 км длины линии, Ом/км;

l – длина линии, км;

U_б – базисное напряжение, принимается равным одному из следующих значений: 3,15; 6,3; 10,5; 21, 37, 115, 230 кВ.

Принимаем U_б =10,5 кВ

Определяем активное сопротивление линии r_o:

(2.32)

где:

– удельная проводимость материала, м/(Ом * мм²). Для меди принимаем

= 50 м/(Ом * мм²);

S – сечение проводника, мм²

2 Ом

2. 
   Определение базисного тока:
   

(2.33)

0,55 кА

3. 
   Определение полного сопротивления линии:
   

(2.34)

2,1 Ом

4. 
   Определение тока короткого замыкания:
   

(2.35)

0,27 кА

5. 
   Определение ударного тока короткого замыкания:
   

(2.36)

где:

К_у – ударный коэффициент, принимаем равным 1,8

0,7 кА

6. 
   Определение мощности короткого замыкания:
   

(2.37)

4,8 МВА
30>115>

---