52
Проверим возможность замены существующих трансформаторов на
силовые трансформаторы меньшей мощности (в данном случае 630 кВА) по
условию [16, 31]:
???? ????
(3.4)
???? ????
а значит, замена существующих трансформаторов на силовые
трансформаторы меньшей мощности невозможна для данной ТП.
Аналогично выбираются компенсирующие устройства и
рассчитывается коэффициент загрузки трансформаторов на остальных
трансформаторных подстанциях предприятия. Результаты расчета
представлены в таблице 3.1.
Таблица 3.1
Выбор компенсирующих устройств
ТП
, кВт
, квар
S
p
, кВА
Компенсирующие
устройства
Q
КУ
,
квар
Q
р.сКУ
,
квар
S
p.сКУ
,
кВА
S
н.т.
,
кВА
k
з.н
ТП1
1124
1090
1566
2хКРМ-0,4-500-50 У3
1000
90
1128
2х1000
0,56
ТП2
836
422
936
КРМ-0,4-400-50 У3
400
22
836
1х1000
0,84
ТП3
1033
558
1174
КРМ-0,4-600-50 У3
550
8
1033
1х1250
0,83
ТП4
1111
326
1158
КРМ-0,4-400-50 У3
325
1
1111
1х1250
0,89
ТП5
1064
1319
1695
2хКРМ-0,4-700-50 У3
1300
19
1064
2х1000
0,53
ТП6
842
408
935
КРМ-0,4-400-50 У3
400
8
842
1х1000
0,84
ТП7
974
669
1181
КРМ-0,4-700-50 У3
650
19
974
1х1250
0,78
Итого
6984
4792
8645
167
6988
Также необходимо рассмотреть возможность использования
энергосберегающих трансформаторов ТМГ новой серии – ТМГ12.
Эти силовые трансформаторы обладают самым низким уровнем потерь
ХХ и КЗ из всех серийно выпускаемых в странах СНГ силовых
трансформаторов общего назначения и выбран согласно рекомендациям
CENELEC.
53
Они также имеют низкий уровень корректированной звуковой
мощности. Исходя из вышеизложенного, трансформаторы этой серии
энергосберегающие и малошумные.
Технические характеристики силовых трансформаторов ТМГ-12-
1000/10/0,4 и ТМГ-12-1250/10/0,4 представлены в таблице 3.2.
Таблица 3.2
Технические характеристики силовых трансформаторов
ТМГ-12-1000/10/0,4 и ТМГ-12-1250/10/0,4
Технические
характеристики
Значение
ТМГ-12-1000/10/0,4
ТМГ-12-1250/10/0,4
Номинальная мощность
1000 кВА
1250 кВА
Номинальное напряжение
ВН
10 кВ
10 кВ
Номинальное напряжение
НН
0,4 кВ
0,4 кВ
Потери КЗ
10,5 кВт
13,25 кВт
Потери ХХ
1,1 кВт
1,35 кВт
Напряжение КЗ
5,5 %
6,0 %
Ток ХХ
2,0 %
2,0 %
Величина потерь активной мощности в трансформаторах ЦТП [35, 36]:
????
????
(3.5)
где n - количество трансформаторов ГПП;
- потери ХХ, кВт;
- потери КЗ, кВт;
k
зн
- коэффициент загрузки силовых трансформаторов;
так для ТП1
????
????
Потери реактивной мощности в трансформаторах цеховых ТП [35,
36]:
(3.6)
где
- ток ХХ трансформатора, %;
- напряжение КЗ, %.
54
Потери электроэнергии в трансформаторах [35, 36]:
????
????
(3.7)
где - годовое число часов максимальных потерь, ч/год;
Тогда потери электроэнергии в трансформаторах составят
????
????
Потери активной и реактивной мощности, а также потери
электроэнергии в остальных силовых трансформаторах цеховых ТП
определяются аналогично. Результаты расчетов представлены в таблице 3.3.
Таблица 3.3
Потери активной и реактивной мощности в силовых
трансформаторах цеховых ТП
ТП
Типы
трансформаторов
K
зн
Технические
характеристики
трансформаторов
Потери в
трансформаторах
ΔР
хх
,
кВт
ΔР
кз
,
кВт
I
х
,
%
U
кз
,
%
,
кВт
,
квар
ТП1
2хТМГ-12-
1000/10/0,4
0,56
1,1
10,5
2
5,5
9
74
37
ТП2
1хТМГ-12-
1000/10/0,4
0,84
1,1
10,5
2
5,5
9
59
30
ТП3
1хТМГ-12-
1250/10/0,4
0,83
1,35
13,25
2
6
10
77
37
ТП4
1хТМГ-12-
1250/10/0,4
0,89
1,35
13,25
2
6
12
84
41
ТП5
2хТМГ-12-
1000/10/0,4
0,53
1,1
10,5
2
5,5
8
71
35
ТП6
1хТМГ-12-
1000/10/0,4
0,84
1,1
10,5
2
5,5
9
59
30
ТП7
1хТМГ-12-
1250/10/0,4
0,78
1,35
13,25
2
6
9
71
34
Итого потери в трансформаторах цеховых ТП:
66
495
244
Для расчета потерь в кабельных линиях сети 10 кВ необходимо
определить ток в данных линиях после установки компенсирующих
устройств на цеховых трансформаторных подстанциях.
Пример расчета приведем для ТП1.
55
Активная мощность на стороне 10 кВ ТП1, а соответственно и в линии
ГПП-ТП1 [35, 36]:
(3.8)
Реактивная мощность на стороне 10 кВ ТП1, а соответственно и в
линии ГПП-ТП1 [35, 36]:
(3.9)
Полная мощность на 10 кВ ТП1, а соответственно и в линии ГПП-ТП1
[35, 36]
(3.10)
Ток который протекает в каждой цепи линии от ГПП до ТП1 в
нормальном режиме определяется по формуле [35, 36]:
(3.11)
где
– число цепей линии,
Потери активной мощности в линии электропередач от ГПП до ТП1
определяются по формуле [35, 36]
(3.12)
Потери активной энергии в линии электропередач от ГПП до ТП1 за
год определяется по формуле [35, 36]:
(3.13)
где
- удельное активное сопротивление воздушной линии, Ом/км;
– длина линии, км.
56
Аналогично определяются потери в линиях электропередач для
остальных кабельных линий 10 кВ предприятия, а также кабельных линий 0,4
кВ до НРП предприятия. Результаты расчетов представлены в таблице 3.4.
57
Таблица 3.4
Расчет потерь в кабельных линиях АО ПО «Стрела»
КЛ
Тип и
кол-во
кабелей
Р
р
,
кВт
Q
p
,
квар
,
кВт
,
квар
Р, кВт
Q,
кВт
S, кВА
I
р
, А
l,
м
r
o
Ом/км
∆Р
л
,
кВт
∆Q
л
,
квар
∆А
л
,
кВт·ч
10 кВ
ГПП-ТП1
2хАПвПу-10-3х120
1124
90
9
74
1133
164
1145
33
200
0,249
0,3
0,1
897
ГПП-ТП2
АПвПу-10-3х120
836
22
9
59
845
81
849
49
90
0,249
0,2
0,1
444
ГПП-ТП3
АПвПу-10-3х120
1033
8
10
77
1043
85
1046
60
470
0,249
5,5
1,8
15184
ТП3-ТП4
АПвПу-10-3х120
1111
1
12
84
1123
85
1126
65
300
0,249
0,9
0,3
2604
ГПП-ТП5
2хАПвПу-10-3х120
1064
19
8
71
1072
90
1076
31
140
0,249
0,2
0,1
554
ГПП-ТП6
АПвПу-10-3х120
842
8
9
59
851
67
854
49
310
0,249
2,6
0,8
7188
ТП6-ТП7
АПвПу-10-3х120
974
19
9
71
983
90
987
57
130
0,249
0,3
0,1
867
ГПП-жилпоселок
АПвПу-10-3х120
-
-
-
-
-
-
-
209
710
0,249
23,2
7,4
63524
ГПП-сады
АПвПу-10-3х120
-
-
-
-
-
-
-
159
490
0,249
9,3
3,0
25373
ГПП-сторон. потребит.
АПвПу-10-3х120
-
-
-
-
-
-
-
161
1030
0,249
19,9
6,4
54686
0,4 кВ
ТП4-НРП1
2АПвБбШв-1-4х120
-
-
-
-
-
-
-
240
30
0,25
1,3
0,4
3554
ТП3-НРП2
4АПвБбШв-1-4х150
-
-
-
-
-
-
-
256
10
0,17
0,3
0,1
916
64,1
20,6
175792
58
Активная нагрузка предприятия на сборных шинах 10 кВ ГПП
определяется по формуле [34]
????????
(3.14)
где
m
(3)
pi
i1
P
- величина суммарной расчетной активной мощности узлов СЭС
III уровня, которые непосредственно питаются от СШ НН ГПП, кВт;
L
Ti
i1
P
- величина суммарных потерь активной мощности в
трансформаторах ЦТП, кВт;
– величина суммарных потерь активной мощности в кабельных
линиях 10 кВ предприятия, кВт;
B
n
p.oc i
i1
P
- величина суммарной расчетной активной мощности цеховой
осветительнойнагрузки, кВт;
K
i
i1
P
- величина суммарной расчетной активной мощности отходящих
фидеров ГПП, кВт (ф.№1 Сады, ф.№2 Коркино, ф.№3 Жилпоселок),
Коэффициент одновременности максимумов
является функцией
количества присоединений к СШ ГПП и средневзвешенного коэффициента
использования по заводу
и приведен в [33].
Количество присоединений n = m + М = 30+10 = 40;
, тогда
КОМ = 0,85.
???? ????
Реактивная нагрузка предприятия на сборных шинах 10 кВ ГПП
определяется по формуле [34]
59
????????
(3.15)
где
????????
- суммарная расчетная реактивная мощность узлов СЭС III
уровня, которые непосредственно питаются от СШ НН ГПП после установки
компенсирующих устройств на цеховых ТП, кВт;
– величина суммарных потерь активной мощности в
трансформаторах ЦТП, кВт;
- суммарные потери реактивной мощности в кабельных линиях
10 кВ предприятия, кВт;
- суммарная расчетная реактивная мощность цеховой
осветительной нагрузки, кВт;
- суммарная расчетная реактивная мощность отходящих
фидеров ГПП, кВт (ф.№1 Сады, ф.№2 Коркино, ф.№3 Жилпоселок),
???? ????
Мощность установок компенсации реактивной мощности, которые
необходимо установить на сборные шины 10 кВ определяются по реактивной
мощности нагрузки. Принимаем к установке два компенсирующих
устройства УКРМ-10,5-2250-450р-2х900р У3, производства компании
"Хомов электро" [40], по одному на каждую секцию шин 10 кВ ГПП.
Тогда расчетная реактивная мощность на сборных шинах 10 кВ ГПП
составляет [34]
(3.16)
где Q
КУ
– мощность дополнительно устанавливаемых компенсирующих
устройств на ГПП, квар
60
Полная расчетная мощность на стороне 0,4 кВ ТП определяется по
формуле [34]
(3.17)
Коэффициент загрузки силовых трансформаторов ГПП после
установки компенсирующих устройств [34]:
(3.18)
Потери активной мощности в трансформаторах [34]:
????
????
(3.19)
????
????
Потери реактивной мощности в трансформаторах [34]:
(3.20)
Потери электрической энергии в трансформаторах определяется по
формуле [34]:
????
????
(3.21)
????
????
Ток в нормальном режиме в питающей воздушной линии 110 кВ
определяется по формуле [34]
????
????
????
????
(3.22)
???? ????
???? ????
61
Потери активной мощности в линии электропередач 110 кВ
определяются по формуле [34]
(3.23)
для питающей воздушной линии 110 кВ
Потери активной энергии в линиях электропередач за год определяется
по формуле [34]:
(3.24)
где
- удельное активное сопротивление воздушной линии, Ом/км;
– протяженность линии, км.
для питающей ВЛ 110 кВ
В третьей главе ВКР будет проведено экономическое обоснование
целесообразности внедрения компенсирующих устройств на ГПП и цеховых
ТП предприятия, а также замене трансформаторов на цеховых ТП на
энергосберегающие трансформаторы ТМГ новой серии – ТМГ12.
Снижение расхода электрической энергии в системе вентиляции и
кондиционирования
Замена действующих вентиляторов устаревших типов с низким КПД на
вентиляторы нового типа дает экономию электроэнергии [37]:
????
????
(3.25)
где
- КПД существующего и устанавливаемого вентиляторов. Одним из
используемых для вентиляционных установок электродвигателем в
настоящее время является электрический двигатель А02-71-2 У3 КПД
составляет
[32] (таблица 3.5), для современного аналогичного
вентилятора с электродвигателем 5А200М6 У3
[32] (таблица 3.6);
- КПД электродвигателя и сети соответственно;
t - время работы вентиляторов с повышенным КПД, t = 5200 ч в год.