Особенности выбора трансформаторов для питания сварочных нагрузок

Режим работы сварочного оборудования отличается тем, что имеют место ударные толчки нагрузки. Это, в свою очередь, приводит к возникновению колебаний напряжения в сети. Для создания нормальных условий работы потребителей электроэнергии, чувствительных к колебаниям напряжения, рекомендуется раздельное их питание от сварочных нагрузок.

При расчетной эффективной мощности сварочных машин, не превышающей 15 % номинальной мощности цехового трансформатора, питание их целесообразно осуществлять от цехового трансформатора совместно с общей силовой нагрузкой цеха, но по отдельным линиям, подключенным непосредственно к шинам цеховой ТП.

При значительной суммарной нагрузке сварочных установок цеха или участка для их питания следует предусматривать установку отдель­ных трансформаторов.

Выбор мощности стандартных трансформаторов, питающих различные типы сварочного оборудования осуществляется по условию

где Sр.св –– расчетная мощность сварочных машин, кВА.

Пример расчета:

На заводе электроприёмники по бесперебойности электроснабжения относятся к потребителям 1, 2 и 3 категории, поэтому цеховые трансформаторные подстанции выполняются: с двумя рабочими трансформаторами для потребителей 1 и 2 категории, с одним рабочим трансформатором для потребителей 3 категории. Предусматривается раздельная работа трансформаторов для уменьшения токов короткого замыкания.

Сборочный цех №1

Р_р = 2690 кВт; Q_р= 2395 квар. Удельная плотность нагрузки сборочного цеха Р_уд = 0,12 кВт/м², поэтому принимаем трансформатор номинальной мощности от 250 до 1000

Вариант №1

принимаем номинальную мощность трансформатора 630 кВА.

Определяется количество трансформаторов:

принимаем N_min = 6 шт

принимаем N_max = 8 шт

Определяется наибольшая реактивная мощность, которая может быть передана со стороны высшего напряжения на сторону низшего напряжения:

Определяется мощность компенсирующих устройств:

Принимаем компенсирующее устройство типа УКБН – 0,38 – 200 – 50У3 с четырьмя ступенями регулирования – 4 шт.

Q_КУ = 4·200 = 800, квар

Определяем полную расчётную мощность с учётом установки компенсирующего устройства:

Определяется реальный коэффициент загрузки:

Определяется коэффициент загрузки в послеаварийном режиме:

В послеаварийном режиме трансформаторы способны пропустить мощность с учетом допустимой перегрузки:

Для наиболее выгодного в техническом и экономическом отношении выбора трансформаторов цеховых ТП рассматриваются еще два варианта мощностей трансформаторов ближайших по мощности к первому, по стандартной шкале мощностей трансформаторов цеховых ТП: 400 кВА и 1000 кВА.

Вариант №2

Принимаем номинальную мощность трансформатора 1000 кВА.

Определяется количество трансформаторов:

принимаем N_min = 4 шт

принимаем N_max = 5 шт

Определяется наибольшая реактивная мощность, которая может быть передана со стороны высшего напряжения на сторону низшего напряжения:

Определяется мощность компенсирующих устройств:

Принимаем компенсирующее устройство типа УКБН – 0,38 – 200 – 50У3 с четырьмя ступенями регулирования – 3 шт.

Q_КУ = 2·200 + 2·50 = 500 кВАр

Определяется полная расчётная мощность с учётом установки компенсирующего устройства:

Определяется реальный коэффициент загрузки:

Определяется коэффициент загрузки в послеаварийном режиме:

В послеаварийном режиме трансформаторы способны пропустить мощность с учетом допустимой перегрузки:

Вариант №3

Принимаем номинальную мощность трансформатора 400 кВА.

Определяется количество трансформаторов:

принимаем N_min = 9 шт

принимаем N_max = 12 шт

Определяется наибольшая реактивная мощность, которая может быть передана со стороны высшего напряжения на сторону низшего напряжения:

Определяется мощность компенсирующих устройств:

Принимаем компенсирующее устройство типа УКБН – 0,38 – 200 – 50У3 с четырьмя ступенями регулирования – 6 шт.

Q_КУ = 5·200 + 3·50 = 1150 кВАр

Определяется полная расчётная мощность с учётом установки компенсирующего устройства:

Определяется реальный коэффициент загрузки:

Определяется коэффициент загрузки в послеаварийном режиме:

В послеаварийном режиме трансформаторы способны пропустить мощность с учетом допустимой перегрузки:

Для остальных цехов расчет производится аналогично и сводится в таблицы, соответственно:

Таблица 2.16 – вариант №1

Таблица 2.17 – вариант №2

Таблица 2.18 – вариант №3

Таблица № 2.16 Расчет числа и мощности трансформаторов и компенсирующих устройств. Вариант №1
№ на плане	Наименование цеха	Категория	Рр кВт	Qр квар	Sр кВА	Sн.т кВА	kз	Nmin шт	Nmax шт	Nт шт	QВН кВАр	QКУ.Р кВАр	QКУ.Н кВАр	kз	Kз.ав	S’р
Нагрузка 380 В
1	Сборочный цех №1	2	2690	2395	3602	630	0,75	5,7	7,6	6	1578	817	800	0,83	0,99	3127
8	Компрессорная	1	301	134	330	400	0,65	1,1	1,2	2	486	-352	0	0,65	0,82	330
14	Литейный цех	1
Нагрузка 6 кВ
8	Компрессорная	1	1032	495	1146	1600	0,65	1,0	1,1	2	2042	-1547	0	0,36	0,72	1146

Таблица№ 2.17 Расчет числа и мощности трансформаторов и компенсирующих устройств. Вариант №2
№на плане	Наименование цеха	Категория	Рр кВт	Qр квар	Sр кВА	Sн.т кВА	kз	Nmin шт	Nmax шт	Nт шт	QВН кВАр	QКУ.Р кВАр	QКУ.Н кВАр	kз	Kз.ав	S’р
Нагрузка 380 В
1	Сборочный цех №1	2	2690	2395	3602	1000	0,75	3,6	4,8	4	1911	484	500	0,82	1,1	3290
8	Компрессорная	1	301	134	330	630	0,65	0,7	0,8	2	849	-715	0	0,26	0,52	330
14	Литейный цех	1
Нагрузка 6 кВ
8	Компрессорная	1	1032	495	1146	1000	0,65	1,6	1,8	2	1763	-1268	0	0,57	1,15	1146

Таблица№ 2.18 Расчет числа и мощности трансформаторов и компенсирующих устройств. Вариант №3
№ на плане	Наименование цеха	атегория	Рр кВт	Qр кВАр	Sр КВА	Sн.т КВА	kз	Nmin шт	Nmax шт	Nт шт	QВН кВАр	QКУ.Р кВАр	QКУ.Н кВАр	kз	Kз.ав	S’р
Нагрузка 380 В
1	Сборочный цех №1	2	2690	2395	3602	400	0,75	8,9	12	9	1259	1136	1150	0,82	0,93	2964
8	Компрессорная	1	301	134	330	250	0,65	1,8	2,0	2	193	-59	0	0,66	1,32	330
14	Литейный цех	1

56