150839 (Реконструкция электроснабжения колхоза "Прогресс"), страница 3

Воспользуемся математическим методом, который позволяет аналитически определить центр электрических нагрузок (ЦЭН) объект по координатам отдельных его потребителей.

Если считать нагрузки равномерно распределенными по площади объекта, что характерно для нашего случая, то центр нагрузок можно принять совпадающим с геометрическим центром фигуры, изображающей объект на генплане. Геометрическим центром фигуры, в свою очередь, является место пересечения её диагоналей.

Для определения ЦЭН предприятия на его генплане (рис. 2.1) произвольно наносим оси координат х и y, графически по плану определяем координаты ЦЭН каждого потребителя и заносим в таблицу 2.3.

Таблица 2.3 - Определение ЦЭН отделения «Медведово»

Координаты ЦЭН предприятия х_о и y_о определяются по формулам:

; ,

где х_i; y_i - соответвствующие координаты центра i-нагрузки;

Р_р.ц.i - активная расчетная мощность i-ой нагрузки.

Определяем координаты

;

м;

;

м.

Следует учитывать, что размещение подстанции на территории молочно-товарной фермы должно быть выполнено с соблюдением следующих условий:

1) необходимо располагать трансформаторную подстанцию как можно ближе к ЦЭН предприятия;

2) подвод линий внешнего электроснабжения должен быть осуществлен безпересечения с путями внутрифермского транспорта;

3) подстанция и воздушные линии 10 кВ следует распололагать в зоне минимального загрязнения изоляции.

С учётом вышеуказанных условий размещаем подстанцию 10/0,4кВ на генплане предприятия вблизи пересечения линий 10кВ, как показано на рис. 2.2. у северо-восточного угла ограждения фермы.

2.3 Выбор числа и мощности трансформаторов

Для данного объекта – молочно-товарной фермы центрального отделения колхоза «Прогресс» экономически целесообразно принять одну трансформаторную подстанцию вместо трёх подстанций в существующей схеме электроснабжения фермы.

При выборе числа, мощности и типа силовых трансформаторов для питания электроприемников фермы и жилых домов отделения «Медведово» будем руководствоваться следующими положениями, изложенными в СН-174-75:

1. Мощность трансформаторов должна выбираться с учетом допустимой нагрузки в нормальном и послеаварийном режиме работы.

2. Число трансформаторов определяется исходя из обеспечения надежности питания с учётом категории потребителей.

3. Двухтрансформаторные подстанции сооружаются при сосредоточении значительных нагрузок в месте установки подстанций. Электроснабжение электроприемников II категории должно иметь резервирование.

4. Должна учитываться возможность расширения или развития подстанций с установкой более мощных трансформаторов на тех же фундаментах.

В качестве критерия выбора числа и мощности трансформаторов принимаем удельную плотность нагрузки фермы:

s_уд = S_p/F,(2.1)

где S_p – полная расчетная мощность электроприемников, кВА;

F – площадь помещений фермы, определяемая по генплану, м²;

s_уд – удельная плотность электрической нагрузки на ферме, кВА/м².

По данным таблицы 2.1 полная расчетная мощность электроприемников молочно - товарной фермы составляет S_p = 210 кВА. Из генплана на рис. 2.2 находим F = 5680 м². Тогда удельная плотность нагрузки фермы составит

s_уд = 184/5680 = 0,032 кВА/м².

Ориентировочную номинальную мощность трансформаторов выбираем по плотности нагрузки из данных, представленных в таблице 2.4. Эта мощность для основного и резервного трансформаторов составляет 160 кВА.

Таблица 2.4 - Зависимость мощности трансформатора от плотности нагрузки []

Минимальное число трансформаторов i-го потребителя N_0.i определим по формуле:

,(2.2)

где Р_см.i - активная средняя мощность за наиболее загруженную смену электроприемников фермы, кВт, определяемая по формуле:

;(2.3)

S_Т.i – номинальная мощность i-го трансформатора, кВА;

B_Н.i – нормативный коэффициент загрузки трансформатора, выбираемый согласно СН174-75 по категориям нагрузок (II-B_н=0,7…0,8; III-B_н=0,9–0,95);

K_м.i – коэффициент максимума нагрузки (принимаем K_м.i=1,1 - нагрузка нередко непостоянная).

Имеем из таблицы 2.1 P_p = 184 кВт. Принимаем B_н=0,75. Тогда

Р_см = 184/1,1 = 167,3 кВт

и минимальное число трансформаторов с учётом потребителей II категории

= 1,39.

Полученное значение N₀ округляем до большего целого числа, т.е. принимаем N₀ = 2. При выборе мощности трансформаторов необходимо учитывать возможность их перегрузки в послеаварийном режиме до 40% продолжительностью не более 6 ч в течение 5 суток. При этом коэффициент заполнения суточного графика нагрузки трансформатора в условиях его перегрузки в соответствии с ПУЭ должен быть не более 0,8.

Коэффициент загрузки трансформаторов по 160 кВА предварительно составляет

К_{з.основн.} =184/2/160 = 0,58.

С учётом этого на случай послеаварийного электроснабжения фермы принимаем второй, резервный трансформатор мощностью 160 кВА. В случае отказа основного трансформатора 160 кВА, перегрузка резервного трансформатора при питании потребителей II категории (коровники S_II = 140 кВА) составит

К_{з.резерв.} = 140/160 = 0,875.

Резервный трансформатор в послеаварийном режиме будет недогружен.

Таким образом, выбранные трансформаторы мощностью по 160 кВА удовлетворяют и по степени загрузки, и по надёжности электроснабжения.

Одновременно с выбором трансформаторов производим выбор мощности компенсирующих устройств в сети электроснабжения фермы.

Реактивная мощность дневного максимума составляет согласно таблице 2.1 Q = 95 квар, активная - Р = 157 кВт, коэффициент мощности в сети фермы cosφ₁ = 0,876. Наибольшая реактивная мощность Q_Вн.i, которая может быть внесена из распределительной сети 10 кВ в сеть 0,4 кВ i-го приемника без превышения предусмотренного значения коэффициента загрузки, определяется по формуле:

.(2.4)

При расчетной реактивной низковольтной нагрузке Q_Р.i для максимального перетока мощности конденсаторной установки необходимо обеспечить получение следующего значения реактивной мощности:

Q_ку.i= Q_р.i - Q_Вн.i,(2.5)

где Q_ку.i - реактивная мощность i-й конденсаторной установки, квар.

Полученное значение Q_ку.i уточняется до величины Q_бк стандартной конденсаторной установки.

Далее проверяют фактический коэффициент В_ф.i загрузки i –го трансформатора после компенсации по условию:

В_ф.i = ≤ В_н.i.(2.6)

Если это условие не соблюдается, следует увеличить мощность трансформатора. После этого уточняют величину реактивной мощности, передаваемую из сети 10 кВ в сеть 0,4 кВ по формуле:

Q_Вн.i =Q_р.i - Q_бк.i(2.7)

Проведем расчет компенсации реактивной мощности потребителей фермы. Определяем наибольшую реактивную мощность Q_Вн, которая может быть внесена из распределительной сети 10 кВ в сеть 0,4 кВ объекта

квар.

Расчетная реактивная нагрузка Q_Р, подлежащая компенсированию

Q_Р = Р_рtgφ₁,

где tgφ₁= 0,55 – тангенс угла сдвига фаз в сети до компенсации реактивной мощности, соответствующий cosφ₁ = 0,876.

Q_Р = 157·0,55 = 86,4 квар.

Реактивная мощность конденсаторной установки

Q_ку = 181,5 – 86,4 = 95,1 квар.