1.3 Компенсація реактивної потужності

У цьому розділі розраховується коефіцієнт потужності, потужність компенсуючого пристрою, вибираються конденсаторні батареї, обраховується реактивна потужність, яка передається через трансформатор, а також повна потужність цеху з урахуванням компенсую чого пристрою. Розрахунки проводяться для одного цеху. В пояснювальній записці ці розрахунки для інших цехів не приводяться а результати зносяться до таблиці.

1.4 Вибір числа і потужності трансформаторів, типу і числа підстанцій і їх місце знаходження.

В цьому розділі розраховується потужність силових трансформаторів цехових підстанцій і трансформаторів головної знижувальної підстанції (ГЗП) в залежності від категорії електропостачання і відповідного коефіцієнта завантаження .

На підстанціях рекомендується встановлювати не більше двох трансформаторів.

На двотрансформаторній підстанції потужність трансформатора вибирається з урахуванням необхідної потужності при виході з ладу одного з трансформаторів. Той трансформатор, що залишився при роботі повинен прийняти на себе все навантаження підстанції (якщо з деяким її обмеженням – за рахунок відключення споживачів ІІІ категорії), враховуючи допустиме аварійне перевантаження. Значення перевантаження трансформатора в аварійному режимі роботи підстанції встановлюється ПБЕ. ПБЕ допускає перевантаження на 40% на час максимуму загальної добової тривалості не більше ніж 6 годин в межах 5 діб. Отже, якщо в нормальному режимі трансформатори навантажені на 75% і менше, то умова вибору номінальної потужності кожного трансформатора на двох трансформаторній підстанції виглядає наступним чином:

, (1.5)

де S_а – потужність навантаження у після аварійному режимі, кВА.

Таблиця 1.2 – Технічні дані вибраних трансформаторів

Назва цеху	Тип трансформатора	S, кВА	ВН	НН	Втрати								Кількість
1	2	3	4	5	6		7	8		9		10

Картограма навантаження

Для побудови картограми навантажень вибирається масштаб: 1см:20м.

Приймається, що центр електричних навантажень співпадає з геометричним центром будівлі цеху. На картограму наноситься в масштабі цехи, визначаються їхні координати.

Координати головної знижувальної підстанції , , м:

; (1.6)

Головну знижувальну підстанцію потрібно розташовувати як можна ближче до центра навантажень.

1.5 Розрахунок і вибір магістральних і розподільчих мереж високої напруги

При виборі перерізу мережі визначаючою є сила струму навантаження в нормальному і після аварійному режимах (пошкодження однієї лінії). Площа перерізу кабелів вибирається по робочій силі струму і економічній щільності струму і перевіряється:

- по нагріву робочим (розрахунковим) струмом;

- по втраті напруги;

- на термічну стійкість до струмів короткого замикання.

Економічно обґрунтована площа перерізу ,

(1.7)

Розрахункова (робоча) сила струму, , А:

(1.8)

де S_макс- повна максимальна потужність, що передається по лінії, кВА;

j_e- економна щільність струму, А/мм²;

n - кількість паралельних ліній.

Перевірка по нагріву

Перевірка зводиться до порівняння робочої (розрахункової) сили струму в лінії з табличним значенням допустимого струмового навантаження струмопроводу І_доп.

В нормальному режимі:

(1.9)

В післяаварійному режимі:

(1.10)

де К_пр - поправочний коефіцієнт на умовах прокладки кабелів;

К_пер — допустимий коефіцієнт перевантаження в після аварійному режимі.

Допустимий коефіцієнт перевантаження кабельних ліній нормується ПБЕ: "якщо в нормальному тривалому режимі роботи найбільше навантаження не перевищує 80% повного тривалого допустимого струму по нагріву, то допускається на час ліквідації аварійного режиму короткочасне перевантаження до 130% на час максимумів тривалістю не більш ніж шість годин на добу протягом п'ятьох діб".

Таким чином, при вказаних вище умовах припустимо для кабельних ліній K_пер⁼ 1,3.

Перевірка за втратою напруги

Вибраний переріз кабелю повинен відповідати як економічним умовам, так і умовам забезпечення споживачів якісною електричною енергією. З цією метою мережі перевіряються на втрату напруги. Відповідно ПБЕ, для силових мереж відхилення напруг від номінальної повинно складати не більш ніж ± 5 %.

Втрата напруги визначаються за формулою:

, (1.11)

де Р_макс, Q_макс- відповідно, активна і реактивна розрахункова потужність, що передається по лінії, кВт, кВАр;

R_л, Х_л - активний і реактивний опір лінії, Ом:

R_Л=r₀·l, (1.12)

Х_Л=х₀·l, (1.13)

де r₀ - активний опір ланки лінії довжиною 1 км, Ом/км;

х₀ - індуктивний опір ланки лінії довжиною 1 км, Ом/км; для КЛЕП приймаються х₀ = 0,08 Ом/км;

l – довжина лінії, км.

Перевірка на термічну стійкість

Термічна стійкість кабелю для струму трифазного замикання залежить від площі його перерізу.

Для перевірки використовується формула:

(1.14)

де I_∞ - сила струму короткого замикання, що встановився, А;

t_пр- приведений час короткого замикання, с;

С - коефіцієнт термічної стійкості.

Якщо по одній з трьох умов перевірки економічно доцільно площа перерізу не проходить, приймають більшу, що відповідає цій умові. Результати розрахунків зносяться до таблиці.

Таблиця 1.3 – Параметри вибраних кабелів

Назва цеху	, А			q,	Марка кабеля	, кВ
1	2	3	4		5	6

Продовження таблиці 1.3

Кількість жил			U, %	Кількість кабелів, шт.
1	2	3		4