 ПОЗНАВАТЕЛЬНОЕ Сила воли ведет к действию, а позитивные действия формируют позитивное отношение Как определить диапазон голоса - ваш вокал Игровые автоматы с быстрым выводом Как самому избавиться от обидчивости Противоречивые взгляды на качества, присущие мужчинам Вкуснейший "Салат из свеклы с чесноком" Натюрморт и его изобразительные возможности Применение, как принимать мумие? Мумие для волос, лица, при переломах, при кровотечении и т.д. Как научиться брать на себя ответственность Зачем нужны границы в отношениях с детьми? Световозвращающие элементы на детской одежде Как победить свой возраст? Восемь уникальных способов, которые помогут достичь долголетия Классификация ожирения по ИМТ (ВОЗ) Глава 3. Завет мужчины с женщиной
Оси и плоскости тела человека - Тело человека состоит из определенных топографических частей и участков, в которых расположены органы, мышцы, сосуды, нервы и т.д.
| Выбор числа, мощности и типа трансформаторов цеховых трансформаторных подстанций предприятия
Выбор трансформаторов является ватным этапом проектирования. Он существенно влияет на основные технические и экономические показатели разрабатываемой схемы электроснабжения промышленного предприятия. В общем случае выбор трансформаторов представляет собой достаточно сложную задачу, которая может иметь не одно, а несколько решений. Из них следует выбрать наилучшее. Основой расчетов при этом служит, как правило, технико-экономическое сравнение вариантов. Цеховые трансформаторные подстанции могут быть электропечными, преобразовательными и понизительными общепромышленного назначения. Последние подстанции предназначены для понижения напряжения в большинстве случаев с 6 или 10 кВ на 0,4 или 0,69 кВ и являются основным видом, поэтому рассмотрим их выбор. Мощность трансформаторов цеховой ТП зависит от величины нагрузки электроприемников, их категории по надежности электроснабжения, от размеров площади, на которой они размещены и т.п. При одной и той же равномерно распределенной нагрузке с увеличением площади цеха должна уменьшаться единичная мощность трансформаторов. Так, в цехе, занимающем значительную площадь установка трансформаторов заведомо большой единичной мощности увеличивает длину питающих линий (расход цветного металла проводников) цеховой сети и потери электроэнергии в них. Существующая связь методу экономически целесообразной мощностью отдельного трансформатора Sэ.т. цеховой и плотностью Таблица 4.3
Здесь принято где Sp – расчетная электрическая нагрузка цеха, кВ*А, Fц – площадь цеха, м2. Величина Во многих случаях выбор мощности трансформаторов цеховых ТП по описанному условию (табл.4.3) не получается. Например, расчетная нагрузка цеха, имеющая 3-ю категорию, при плотности её 0,15 кВ*А/м2 составляет 380 кВ*А. Трансформатор мощностью 1000кВ*А который следует выбрать в данном случае в соответствии с таблицей 4.3, здесь принят быть не может. Однако, учитывая данные табл..4.3, нужно взять один трансформатор наибольшей мощности, т.е. 400 кВ*А. Выбирать другие трансформаторы - 2 по 250 кВ*А или 3 по 160 кВ*А - экономически нецелесообразно, так как их мощности ещё более отличаются от 1000 кВ*А. Таким образом, в общем случае мощность трансформаторов цеховой ТП корректируется в зависимости от величины расчетной нагрузки цеха, а также её категории, числа типогабаритов трансформаторов на предприятии и ряда других факторов. Количество трансформаторов всех подстанций цеха (или части цеха) обычно определяется по выражению No = где Рр - расчетная активная нагрузка цеха (части цеха) от низковольтных потребителей, кВт; Кз.д. – допустимыйкоэффициент загрузки трансформаторов в нормальном режиме; Sht— выбранная, номинальная мощность трансформаторов цеховых кВ*А.Принимается ближайшее большее целое число N трансформаторов. Количество трансформаторов одной подстанции зависит от категории электроприемников по надежности электроснабжения [2, раздел 2-13]. Однотрансформаторные подстанции применяют для питания потребителей 3-й и иногда 2-й категории. При питании потребителей 3-й категории коэффициент загрузки трансформаторов должен составлять 0,9...0,95. При преобладании нагрузок 2-й категории и взаимном резервировании трансформаторов по связям вторичного напряжения коэффициент загрузки Кз.д. = 0,7...0,8. Двухтрансформаторные подстанции применяются для питания потребителей 1 и 2-й категорий. При преобладании нагрузок 1-й категории Кз.д.= 0,65...0,7, при преобладании нагрузок 2-й категории и при наличии централизованного (складского) резерва трансформаторов Кз.д.= 0,9...0,95. Трехтрансформаторные подстанции и подстанции с числом трансформаторов более 3 применяются редко (для питания потребителей особой группы 1-й категории, при большой концентрации потребителей ограниченности свободных мест для расположения подстанций и т.п.). При этом в каждом конкретном случае необходимо технико-экономическое обоснование принимаемого варианта. Наибольшая загрузка трансформаторов трехтрансформаторной подстанции должна быть не более 0,93 (при питании от 3 независимых источников и взаимном резервировании трансформаторов). Загрузка трансформаторов в нормальном режиме работы выбирается такой, чтобы при выходе из строя одного из них оставшиеся в работе трансформаторы имели перегрузку не более допустимой. Коэффициент загрузки трансформаторов в послеаварийном режиме не должен превышать 1,3...1,4. Отметим, что максимальная перегрузка трансформаторов (40% номинальной) допускается на время максимумов суточной нагрузки продолжительностью не более 6 часов в течение не более 5 суток. Допустимые перегрузки сухих трансформаторов меньше, чем масляных, и не должны превышать 30% номинально. Если в цехе имеются в основном потребители 1-й и 2-й категорий и все ТП можно принять с одинаковым числом трансформаторов (например: при равномерном распределении нагрузки и наличии свободных площадей для размещения этих подстанций), то количество ТП можно определить о помощью следующего соотношения: Мо = Где n - количество трансформаторов на одной подстанции. При дробном числе Мо необходимо принять ближайшее большее целое число М. Если электроприемники цеха относятся к 3-й категории, то число подстанций М = N. При выборе трансформаторов цеховых ТП должна определяться наибольшая реактивная мощность, которую трансформаторы могут пропустить из сети 6 или 10 кВв сеть напряжением ниже 1000В, Для одной ТП Q1pi = Здесь ni - число трансформаторов цеховой ТП; Кз.д. – допустимый коэффициент загрузки трансформаторов цеховой ТП в нормальном режиме; Shti- номинальная мощность трансформаторов цеховой ТП; Ррi - расчетная активная нагрузка на ТП. Величина должна быть равной: 0,95 - для одиночных трансформаторов без резервирования; 0,7 - при взаимном резервировании двух трансформаторов; 0,93 - при взаимном резервировании трех трансформаторов, питающихся от трех независимых источников. Величина Qlpi является расчетной, поэтому в общем случае реактивная нагрузка трансформаторов Qliне равна ей Q1i = Здесь Qpi— расчетная реактивная нагрузка на ТП. При Q1piтрансформаторы ТП не могут пропустить всю реактивную нагрузку и поэтому часть её должна быть скомпенсирована с помощью конденсаторов, которые следует установить на стороне низшего напряжения данной ТП. Мощность этих конденсаторов будет составлять Qkt = Qpi – Q1i (4.24) и они должны устанавливаться на ТП обязательно. Следует иметь в виду, что в разделе «Расчет и выбор устройств компенсации реактивной мощности» определяется дополнительная мощность конденсаторов, которые могут быть установлены на стороне низшего напряжения той же ТП. Коэффициенты загрузки трансформаторов в нормальном и послеаварийном режимах будут соответственно: Кзн = Где ni - число взаимно резервированных трансформаторов цеховой ТП; SpTi - полная расчетная нагрузка, приходящаяся на один трансформатор ТП (при условии равномерной загрузки всех трансформаторов ТП). Для цеха, имеющего нагрузку 1 и 2-й категорий, в котором должно быть установлено М двухтрансформаторных подстанций с трансформаторами одинаковой мощности, можно принять Spri = Здесь Q1- реактивная мощность, равная минимальной величине из двух: расчетной реактивной нагрузке цеха (части цеха) Qр и расчетной величине Q1p = В пояснительной записке к курсовому проекту приводятся подробные расчеты по выбору трансформаторов одного из цехов (ремонтно- механического или электроремонтного), а остальные расчеты по выбору трансформаторов сводятся в таблицу по форме 4.4. Суммарные потери активной и реактивной мощности в трансформаторах цеховых ТП с учетом и без учета соответствующей нагрузки нужно привести в виде итоговых данных в колонках 22...25 названной расчетной таблицы. Каталожные данные для силовых трансформаторов можно найти в Справочниках [2, раздел 2-42; 5, раздел 17-8]. При глухом заземлении нейтрали сети напряжением до 1000В следует принимать трансформаторы со схемой соединения обмоток треугольник-зигзаг при их мощности до 250 кВ*А включительно и со схемой соединения обмоток треугольник-звезда при мощности трансформаторов 400 кВ*А и выше. Данная рекомендация определяется в основном надежностью действия релейной защиты от однофазных коротких замыканий в сетях напряжением до 1000В.
Форма таблицы 4.4
Местоположение подстанций следует выбирать по возможности ближе к центрам электрических нагрузок. Однако при этом нужно учитывать расположение технологического оборудования и предусматривать установку подстанций так, чтобы они не препятствовали нормальному ходу технологического процесса. В зависимости от места расположения ТП их разделяют на внутрицеховые, встроенные, пристроенные, отдельно стоящие и другие. Наиболее экономичным типом с точки зрения расхода проводникового материала (цветного металла) и потерь электроэнергии в питающих сетях является внутрицеховая трансформаторная подстанция. Располагаются такие подстанции между опорными колоннами, либо около внутренних или наружных стен зданий внутри цеха. В этом случае обычно используются комплектные трансформаторные подстанции. К недостаткам применяемых внутрицеховых подстанций относится то, что они занимают дефицитную площадь цеха. Поэтому сооружение их возможно не во всех цехах. Встроенные ТП являются менее экономичными, чем внутрицеховые. Они располагаются внутри цеха в специальных помещениях обычно у наружных стен здания. Следующая разновидность ТП - пристроенные, которые сооружаются снаружи, у стен зданий цехов, и в конструктивном отношении могут быть как закрытыми, так и открытыми. Наименее экономичными как по капитальным затратам, так и эксплуатационным расходам являются отдельно стоящие ТП. Они используются для питания группы мелких, рассредоточенных цехов, либо для питания электроприемников одного цеха, когда расположение подстанции в нем недопустимо по условиям пожаро-, взрывобезопасности или по другим соображениям. Применение отдельно стоящих ТП должно быть обосновано технически, либо технико-экономически. При выборе ТП следует учитывать рекомендации, чтобы число типогабаритов трансформаторов на одном предприятии не превышало 3...4. Это существенно сокращает резерв и упрощает эксплуатацию трансформаторов, что особенно важно для небольших предприятий. На промышленных предприятиях для установки в цехах (на цеховых ТП) применяются три типа понижающих трансформаторов общепромышленного назначения [2]: масляные, совтоловые и сухие. Выбор их зависит от условий установки, охлаждения, состояния окружающей среды и т.п. Для наружной установки применяют масляные трансформаторы (типа ТМ), которые в данном случае оказываются наиболее экономичными. В загрязненных зонах предприятий при наружной остановке используются трансформаторы с усиленной изоляцией вводив. Для внутренней установки применяют масляные трансформаторы типов ТМ и ТМЗ. Трансформаторы типа ТНЗ, заполненные негорючей жидкостью - совтолом, изготовляют на мощности 630…2500 кВ*А. Сухие трансформаторы (типов ТС и ТСЗ) применяются ограничено в основном на мощности 250...400 кВ*А, а в некоторых случаях до 1000 кВ*А включительно и там, где установка масляных трансформаторов недопустима по условиям пожарной безопасности, а установка совтоловых трансформаторов - из-за токсичности в случав аварии (например, в административных зданиях, театрах и т.д.). Сухие трансформаторы неустойчивы к грозовым перенапряжениям, их нужно устанавливать в сухих, непыльных помещениях. Сухие и совтоловые трансформаторы в 2,5.., 2,9 раза дороже масляных, что и определяет их масштабы использования на производстве К достоинствам сухих и совтоловых трансформаторов относится возможность их установки как в подвалах, так и на любых этажах производственных зданий. При выборе ТП часто намечается несколько вариантов, поэтому в общем случае следует провести их технико-экономическое сопоставление и принять наилучший из них. Учитывая значительный объем расчетов при выполнении курсового проекта, указанные технико-экономические расчеты можно не выполнять, а просто принять по техническим преимуществам один из намеченных вариантов. При выборе цеховых ТП часто возникает вопрос: ставить ТП в данном цехе либо запитать цех от соседней ТП, установив лишь низковольтный распредпункт. Решение зависит от величины нагрузки, расстояния до соседней ТП, стоимости электроэнергии и т.д. В общем случае следует провести технико-экономическое сравнение вариантов. При выборе можно использовать следующее положение. Для двух уровней напряжения 6 (или 10) и 0,38кВ при стоимости потерь мощности Z руб/кВт питание от соседней ТП и установка РПН в цехе экономически выгодна, если выполняется соотношение Sp гдеSp- полная расчетная нагрузка цеха, кВ*А; Если в задании имеются цехи с небольшой нагрузкой (расчетная активная нагрузка составляет несколько сотен кВт) и в соседних цехах предусмотрена установка трансформаторных подстанций, то следует рассмотреть возможность установки своих трансформаторных подстанций, либо выполнения в этих цехах низковольтных распределительных пунктов, используя приведенное выше правило. Результаты нужно свести в таблицу по форме 4.5. Форма таблицы 4.5
При выборе трансформаторов цеховых ТП в некоторых случаях для уменьшения мощности этих трансформаторов следует использовать низковольтные перемычки от распредустройств ближайших ТП с целью резервирования потребителей 1 и 2-й категорий небольшой мощности (15…25% мощности нагрузки цеха).
В качестве примера рассмотрим выбор числа и мощности трансформаторов цеховых ТП станкостроительного завода. Для этого нарисуем генеральный план завода (рис.4.1) и на нем для каждого цеха приведем следующие данные: расчетную активную нагрузку Рр, удельную плотность нагрузки  и категорию нагрузки. Указанные данные могут быть представлены также в виде таблицы (табл.4.4), однако такое представление имеет меньшую наглядность при выборе цеховых ТП.
В результате принято 4 типогабарита трансформаторов мощностью 160, 250, 400 и 1000 кВ*А. Типы трансформаторов: ТМ, ТМЗ и ТНЗ. В электроцехе, ремонтно-механическом и в других цехах предусмотрены комплектные трансформаторные подстанции. Следует иметь в виду, что в 11-м и 13-м цехах предусмотрена установка низковольтных распределительных пунктов, подключенных к ТП соответственно 10-го и 8-го цехов. Это позволяет не только запитать электроприемники 11-го и 13-го цехов, но и иметь необходимый резерв для потребителей 1 категории с целью обеспечения соответствующей надежности электроснабжения. Для питания потребителей 4,5,8...11 и 13...16-го цехов было рассмотрено по несколько вариантов и принят в каждом случае один из них. Напомним, что при выполнении курсового проекта соответствующие расчеты по данному разделу следует сводить в таблицы по формам 4,4 и 4.5. На рис.4.2 в качестве примера приведен генплан предприятия с указанием на нем местоположения ГПП, ТП, РП, РГН и связями методу ними. В заключение отметим, что в практике проектных организаций выбор трансформаторов цеховых ТП осуществляется по средней нагрузке за наиболее загруженную смену [2]. Это делается с целью увеличения загрузки трансформаторов, Во-первых, ожидаемые электрические нагрузки определяются, как правило, с завышением. Во-вторых, не все проектируемые электроприемники включаются сразу в работу, а некоторые из них в процессе эксплуатации практически не используются. При возрастание же нагрузки трансформаторы могут быть заменены на другие, имеющие на ступень большую мощность, так как фундаменты под них предусматриваются ещё на стадии проектирования. Однако при точном определение ожидаемых электрических нагрузок теоретически правильно выбор трансформаторов осуществлять по расчетной (максимальной) мощности. При этом пики температуры отдельных частей трансформаторов не будут превышать допустимых. Таблица 4.4
|
, (4.19)
(4.20)
(4.21)
(4.22)
(4.23)
; Кзп = 
, (4.25)
(4.26)
(4.27)
, кВ*А/м2
Рхх, кВт
< 15000 кВ*А*м, (4.28)
, кВ*А/м2