8. Компенсация реактивной мощности

Передача реактивной мощности вызывает дополнительные затраты на увеличение сечения проводников сетей и мощностей трансформаторов, создает дополнительные потери электроэнергии. Кроме того, увеличиваются потери напряжения за счет реактивной составляющей, пропорциональной реактивной нагрузке и индуктивному сопротивлению, что снижает качество электроэнергии по напряжению.

Поэтому, важное значение имеет компенсация реактивных нагрузок и повышения коэффициента мощности в системах электроснабжения предприятия. Под компенсацией подразумевается установка местных источников реактивной мощности, благодаря которой повышается пропускная способность сетей и трансформаторов, а также уменьшаются потери электроэнергии.

Общая расчетная мощность цеха:

Рр.ц = 1937,031 кВт

Qр.ц = 1453,48

Тангенс угла сдвига фаз до компенсации реактивной мощности:

tg_ц = Q_рц/Р_рц =1453,48/1937,031=0,75,

где Q_мц, Р_мц - активная и реактивная мощности цеха.

Суммарная мощность компенсирующего устройства:

Q_КУ = Р_рц ·(tg_ц - tg_э)= 1874,431 ·(0,75 – 0,56) = 356,15 квар, (33)

где tg_э - коэффициент мощности, заданный системой.

В качестве источников реактивной мощности можно использовать комплектные конденсаторные установки с размещением их на магистральных шинопроводах. Выбираем две установки УКМ 58-0,4-100У3 и одну УКМ 58-0,4-200-У3.

Уточнение расчетных нагрузок и мощности трансформаторов с учетом компенсации реактивной мощности.

Полная расчетная мощность цеха:

Мощность трансформаторов цеха:

На основании S_тр выбираем 3 трансформатора ТМЗ – 1000.

Тогда коэффициент загрузки:

9. Расчёт и выбор распределительной силовой сети

9.1 Выбор питающих кабелей от гпп до ктп

Кабельные линии, по которой трансформаторные подстанции получают питание, прокладывается в траншее. К достоинствам такого способа прокладки можно отнести простоту и относительную дешевизну про­кладки, хорошие условия охлаждения кабеля. Для прокладки в траншее с низкой коррозийной активностью грунта выбираем кабель марки ААШв, на напряжение 10 кВ, трёхжильный.

9.1.1. Выбор питающего кабеля от ГПП до КТП1.

1. Выбор сечения кабеля по нагреву.

Выбор сечения кабеля по нагреву.

Основное условие выбора кабеля по нагреву длительнодопустимым током:

, (34)

где I_д.д. – длительная допустимая токовая нагрузка на кабель,

I_р – расчетный ток.

Согласно ПУЭ проводники должны удовлетворять требованиям в отношении предельно допустимого нагрева с учетом не только нормальных, но и после аварийных режимов, режимов в период ремонта. Так как цеховая двух трансформаторная подстанция получает питание по двум кабелям и при отключении одного из них (в ремонтном или после аварийном режиме) нагрузка другого возрастает, то:

Принимаем трехжильный кабель 3х50 мм², I_д.д. = 134А

76,98 А < 110 А

2. Выбор по экономической плотности тока.

Определяем экономическую плотность тока для кабеля ААШв в зависимости от продолжительности использования максимума нагрузки по данным ПУЭ:

При Т_м=3000-5000 ч/год для предприятий станкостроения:

Экономически выгодное сечение:

; (35)

где I_р1 – расчетный ток линии, который принимается из условий нормальной работы и при его определении не учитывается увеличение тока в линии при авариях или ремонтах в каком либо элементе сети.

Экономически выгодное сечение:

Принимаем трехжильный кабель сечением 3х50 мм² I_д.д. = 134 А.

3. Выбор по термической стойкости к токам:

Сечение, обеспечивающее термическую устойчивость проводника к току короткого замыкания, определяется по выражению:

, (36)

где α – расчетный коэффициент

α = – для кабеля с алюминиевыми сплошными жилами и бумажной изоляцией;

=19 кА – установившийся ток короткого замыкания (ток к.з. принимается незатухающим);

t_Ф=0,96 с - возможное время прохождения тока через кабель (складывается из времени действия релейной защиты – 0,86 с и времени отключения выключателя – 0,1 с)

Принимаем трехжильный кабель сечением 3х240 мм² I_д.д. = 314А.

Для питания КТП1 окончательно принимаем кабель марки ААШв (3х120) мм², I_д.д. = 218 А.

8.1.3. Выбор кабеля резервирования 3 секции.

Принимаем 5 кабелей марки АВВГ сечением 3х240 мм² I_д.д. = 314 А.

9.1.2. Выбор питающего кабеля от ГПП до КТП2

Поскольку КТП1 получает питание от выключателя нагрузки первого трансформатора КТП2, возникает необходимость раздельного расчета питающих кабелей от ГПП до КТП2 (см. схему п.2).

9.1.2.1. Выбор питающего кабеля первой секции.

1. Выбор сечения кабеля по нагреву:

Принимаем трехжильный кабель 3х70 мм², I_д.д. = 162 А

153,96 А < 162 А

2. Выбор по экономической плотности тока.

Экономически выгодное сечение:

Принимаем трехжильный кабель сечением 3х50 мм² I_д.д. = 134 А.

3. Выбор по термической стойкости:

Принимаем трехжильный кабель сечением 3х240 мм² I_д.д. = 314 А.

Для питания первой секции КТП2 окончательно принимаем кабель марки ААШв (3х240) мм², I_д.д. = 314 А.

9.1.2.2. Выбор питающего кабеля второй секции.

1. Выбор сечения кабеля по нагреву:

Принимаем трехжильный кабель 3х50 мм², I_д.д. = 134 А

76,98 А < 134 А

2. Выбор по экономической плотности тока.

Экономически выгодное сечение:

Принимаем трехжильный кабель сечением 3х50 мм² I_д.д. = 134А.

3. 3. Выбор по термической стойкости:

Принимаем трехжильный кабель сечением 3х240 мм² I_д.д. = 314 А.

Для питания первой секции КТП2 окончательно принимаем кабель марки ААШв (3х240) мм², I_д.д. = 314 А.