4. Вибір кількості і потужності трансформаторів цтп і компенсуючих пристроїв

Розрахунки по вибору числа і навантаження трансформаторних підстанцій і компенсуючих пристроїв виконаємо згідно ([1], стор. 104).

Вибір типу, потужності, місця установки, режиму роботи компенсуючого пристрою у разі дотримання технічних вимог повинен забезпечувати найбільшу економічність, критерієм якої є мінімум приведених затрат. При визначенні величини приведених затрат враховують витрати на установку компенсуючих пристроїв і допоміжного обладнання, зниження вартості обладнання трансформаторних підстанцій і вартості спорудження живлячої та розподільчої мережі, яке обумовлене зменшенням струмових навантажень, зниження втрат електроенергії в живлячій та розподільчій мережі внаслідок зменшення струмових навантажень засобами компенсації.

Сумарне розрахункове навантаження низковольтних батарей конденсаторів (НБК) визначаємо за мінімумом приведених затрат, вибором економічно оптимальної кількості трансформаторів цехових трансформаторних підстанцій, а також визначенням допоміжних потужностей низковольтних батарей конденсаторів з метою оптимального зниження втрат у трансформаторах і в мережі 10 кВ підприємства.

Сумарна розрахункова потужність НБК:

, (4.1)

де – сумарні потужності батарей, кВАр.

Сумарна потужність НБК розподіляється між окремими трансформаторами цехів пропорційно до реактивних навантажень. Для кожної технологічно сконцентрованої групи цехових трансформаторів однакової потужності їх кількість мінімально необхідна для живлення найбільшого розрахункового навантаження:

, (4.2)

де – середнє сумарне розрахункове активне навантаження за найбільш завантажену зміну, кВт;

– коефіцієнт завантаження трансформатора ([1], стор.103);

– номінальна потужність трансформатора, кВА;

– добавка до найближчого цілого числа ([1], стор.104).

Оптимальна кількість трансформаторів:

, (4.3)

де – додаткова кількість трансформаторів ([1], стор.104).

визначається питомими затратами на передачу реактивної потужності з врахуванням постійних складових капітальних затрат.

визначається в залежності від ( , ).

За вибраною кількістю трансформаторів визначаємо найбільшу реактивну потужність (кВАр), яку доцільно передати через трансформатори в мережу напругою до 1 кВ:

. (4.4)

Сумарна потужність конденсаторних батарей на напругу до 1 кВ:

, (4.5)

де – сумарне розрахункове реактивне навантаження за найбільш завантажену зміну на напрузі до 1 кВ.

Якщо з′ясується, що , то установка батарей конденсаторів при виборі оптимального числа трансформаторів не потрібна і приймаємо рівним нулю.

Додаткова сумарна потужність НБК для даної групи трансформаторів визначається за формулою:

, (4.6)

де – розрахунковий коефіцієнт, який залежить від розрахункових параметрів і та схеми живлення цехової ТП ([1], табл.4.6, 4.7).

Якщо в розрахунках виявиться, що то для даної групи трансформаторів реактивна потужність приймається рівною нулю.

Орієнтовний вибір числа і потужності цехових трансформаторів проводимо за питомою густиною навантаження , яку визначаємо за наступною формулою:

, (4.7)

де – розрахункове навантаження об′єкта, кВА;

– площа об′єкта, м².

При густині навантаження напругою 380 В до 0,2 кВА/м² доцільно застосовувати трансформатори потужністю до 1000 кВА включно; при густині 0,2-0,3 кВА/м² – потужністю 1600 кВА. При густині більшій 0,3 кВА/м² доцільність застосування трансформаторів потужністю 1600 кВА чи 2500 кВА визначається техніко-економічним розрахунком ([1], §4.5, стор.102).

Вибір числа і потужності трансформаторів цехових підстанцій будемо здійснювати одночасно з проведенням розрахунку економічно доцільної величини установок статичних конденсаторів в мережах 0,4 кВ. Критерієм оптимальної економічності варіанта є мінімум приведених затрат:

, (4.8)

де – нормативний коефіцієнт ефективності капіталовкладень ([14], стор.6);

– одноразові капіталовкладення, тис. грн;

– щорічні поточні затрати при нормальній експлуатації, тис. грн в рік:

, (4.9)

де – коефіцієнти відрахування відповідно на амортизацію і поточний ремонт в долях одиниці. згідно ([14], табл.1); – сумарний коефіцієнт відрахувань від капіталовкладень в долях одиниці:

; (4.10)

.

Вартість втрат електричної енергії визначимо за наступною формулою:

, (4.11)

де – вартість 1 кВт електричної енергії; – втрати неробочого режиму, кВт; – максимальні втрати активної потужності, кВт; – загальний час роботи обладнання. Згідно ([14], табл.3) для однозмінного виробництва – =2000; для двозмінного – =4000; для тризмінного – =6000; для неперервного – =8700; – число годин використання максимуму втрат ( год/рік):

, (4.12)

де – число годин використання максимуму навантаження підприємства.

Сумарні приведені затрати:

, (4.13)

де приведені затрати на встановлення ККУ:

, (4.14)

де – питома вартість ККУ ([14], табл.25, стор.150); – питомі втрати в ККУ ([14], табл. 4, стор.11).

Після вибору кількості і потужності трансформаторів на двотрансформаторних підстанціях здійснюємо перевірку на перевантажувальну здатність трансформатора в аварійному режимі з врахуванням можливого відключення споживачів ІІІ категорії.

. (4.15)

Результати розрахунків зведемо в таблицю 4.1.

Таблиця 4.1 – Вибір числа і навантаження трансформаторних підстанцій і компенсуючих пристроїв

Найменування вузлів живлення	, кВт	, кВар	, кВА		, м2	кВА	шт	кВАр	кВАр				кВАр		кВАр	т.грн	т.гр/р	, т.грн/рік
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17	18	19
Дробильний цех	251,35	224,17	336,792	0,8	950
Гараж	21,55	7,07	22,68	0,9	150
Всього по 1 групі	272,9	231,24	359,472	0,8	1100
І варіант встановлення						400	1	167,1	64,14	УК-0,38-75У3	2	0,5	-43,76		75	10,84	17,957	20,792
ІІ варіант встановлення						250	2	292,45	-61,21		2	0,5	-18,76			11,859	24,7	26,989
Сировинний цех	486,35	418,05	641,328	0,8	450
Компресорна, водонасосна, котельня	593,42	367,47	697,984	0,8	200
Склади	118,73	93,47	151,107	0,9	250
Адміністратив-ний корпус	21,53	5,42	22,202	0,9	100
Всього по 2 групі	1220,03	884,41	1512,62	0,8	1000

Продовження таблиці 4.1

1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17	18	19
І варіант встановлення						630	3	893,124	-8,714		2	0,5	-60,59			26,3	74,418	79,494
ІІ варіант встановлення						400	4	387,204	497,206	УКЛ(П)Н-0,38-600-150 У3	2	0,5	-515,59		600	50,27	71,828	85,839
Цех випалювання	1638,85	589,42	1741,621	0,8	2500
Цех сухого помолу	693,98	835,59	1086,195	0,8	2100
Сушильний цех	908,8	439,09	1009,31	0,8	2630,5
Всього по 3 групі	3241,63	1864,1	3837,13	0,8	7230,5
І варіант встановлення						630	8	2397,67	-533,578		2	0,5	-655,9			70,132	198,449	211,984
ІІ варіант встановлення						1000	5	2343,46	-479,366		2	0,5	-635,9			72,805	199,063	213,114

Згідно умови забезпечення мінімуму приведених затрат і у відповідності зі здійсненими розрахунками вибираємо наступне обладнання. Результати вибору зводимо в таблицю 4.2.

Таблиця 4.2 – Вибір обладнання

	Найменування вузлів живлення	№ ТП	Тип ЦТП	Тип ККУ на один трансформатор
1	1 група споживачів	ТП 1	Однотрансформаторна ТМ 400	УК-0,38-75У3
2	2 група споживачів	ТП 2	Однотрансформаторна ТМ 630
3		ТП 3	Двотрансформаторна ТМ 630
4	3 група споживачів	ТП 4	Двотрансформаторна ТМ 630
5		ТП 5	Двотрансформаторна ТМ 630
6		ТП 6	Двотрансформаторна ТМ 630
7		ТП 7	Двотрансформаторна ТМ 630