Выбор комплектной трансформаторной подстанции

 

 

Выбор комплектной трансформаторной подстанции

 

Количество трансформаторов КТП определяем категорией надежности электроснабжения электрооборудования, установленного на насосной станции. Так как электродвигатели насосов относятся к первой категории (табл.1), то выбираем двухтрансформаторную КТП с двумя трансформаторами, для определения мощности которых выполним расчет электрических нагрузок. Принимаем для первого трансформатора КТП в качестве нагрузки: три электродвигателя насосных агрегатов по 160 кВт , а для второго трансформатора КТП: два электродвигателя насоса мощностью 160 кВт, вспомогательное технологическое оборудование и электроосвещение, присоединенные к КТП через ШР.

 

 

 

Расчет электрических нагрузок.

 

Таблица 3

Расчет электрических нагрузок

электроприемников первого трансформатора.

 

Наименование оборудования	РН , кВт	n	КИ	q	tgφ	РС , кВт по (22)	QC , кВАр по (23)
Насос	160	3	0,7	0,9	0,75	302,4	226.8
Итого:						302,4	226.8

 

Средняя активная мощность за наиболее загруженную смену для однотипного оборудования определяем по формуле (22)

 

 

кВт                                                                               

 

Средняя реактивная мощность за наиболее загруженную смену определим по формуле (23)

 

Qc =302.4∙0.75=226.8 кВАр                                                                                

 

 

 

 

 

 

 

Расчет электрической нагрузки ШР

 

Наименование оборудования	РН, кВт	n	КИ	q	tgφ	РС , кВт	QC , кВАр	D	μ3	SН, кВА
Станок	1,1	1	0,15	0,6	1,52	0,1	0,15	0,08	0,05
Станок	1,5	2	0,15	0,6	1,52	0,27	0,41	0,29	0,27
Сварочный агрегат	16,8	1	0,25	0,8	1	3,36	3,36	33,87	-0,31	24
Венткамера	1,5	2	0,65	0,9	0,75	1,76	1,76	0,57	227,6
Электро-освещение	5	1	1	1	0	5	0	0	0
Итого:						10,48	5,24	34,8	227,6

 

Дисперсия мощности

 

Третий центральный момент мощности

 

Расчет электрических нагрузок

электроприемников второго трансформатора.

 

Наименование оборудования	РН , кВт	n	КИ	q	tgφ	РС , кВт по (22)	QC , кВАр по (23)
Насос	160	2	0,7	0,9	0,75	201,6	151,2
ШР						10,48	5,24
Итого:						212,08	156,44

 

Коэффициент вариации по (26):

 

Коэффициент асимметрии по (27):

 

 

Расчетная активная мощность ЭП ШР по (28):

 

                                         

 

Расчетная полная мощность ЭП ШР по (29):

 

 

Расчетный ток нагрузки ШР по (30):

 

                                                                          .

Выбор комплектных компенсирующих устройств.

 

В целях снижения потерь электроэнергии в питающих сетях и уменьшения значения устанавливаемой мощности КТП выбираем комплектную конденсаторную установку (ККУ) из табл.4, ближайшую к итоговой средней реактивной мощности QC=226,8 кВАр, QC=156,44 кВАр но не больше, то есть QККУ =225 кВАр , QККУ =150 кВАр.

Средняя реактивная мощность нагрузки после компенсации по (7) для первого и второго трансформатора соответственно

 

 

 

где реактивная мощность комплектной конденсаторной установки  
QККУ =225 кВАр для ККУ-0,38-225 напряжением 0,38 кВ.

QККУ =150 кВАр для ККУ-0,38-150 напряжением 0,38 кВ.

 

 

 

Таблица 4

 

Номенклатура комплектных конденсаторных установок

 

Тип конденсаторной установки	Номинальная мощность, кВАр	Номинальное напряжение, кВ
ККУ – 0,38 - 75	75	0,38
ККУ – 0,38 - 150	150	0,38
ККУ – 0,38 - 225	225	0,38
ККУ – 0,38 - 300	300	0,38
ККУ – 0,38 - 450	450	0,38

 

 

Предварительный выбор мощности трансформатора.

 

Так как для электроприемников (электродвигатели насосов) первой категории надежности электроснабжения необходима двухтрансформаторная КТП, то мощность предварительно выбираемого трансформатора определим по формуле (8)

 

    =367,53кВа

 

ST =367,53кВа

 

Выбираем ближайший больший трансформатор мощностью 400 кВА из табл.5. КТП-400/10/0,4-3У3

 

Таблица 5

 

Комплектные трансформаторные подстанции

 

Тип подстанции	Количество трансформа-торов	Мощность трансформатора,  кВА	Напряжение, кВ
			высшее	низшее
КТП-100/10/0,4-3У3	1	100	10	0,4
КТП-160/10/0,4-3У3	1	160	10	0,4
КТП-250/10/0,4-3У3	1	250	10	0,4
КТП-400/10/0,4-3У3	1	400	10	0,4
КТП-630/10/0,4-3У3	1	630	10	0,4
КТП-1000/10/0,4-3У3	1	1000	10	0,4
КТП-100/10/0,4-3У3	2	100	10	0,4
КТП-160/10/0,4-3У3	2	160	10	0,4
КТП-250/10/0,4-3У3	2	250	10	0,4
КТП-400/10/0,4-3У3	2	400	10	0,4
КТП-630/10/0,4-3У3	2	630	10	0,4
КТП-1000/10/0,4-3У3	2	1000	10	0,4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Проверка предварительно выбираемого трансформатора  
по условию допустимого остаточного напряжения  
при пуске двигателя наибольшей мощности.

 

Допустимое остаточное напряжение при пуске двигателя наибольшей мощности должно быть по (13)

 

                                                    

Остаточное напряжение по (9) при пуске двигателя наибольшей мощности

             

 

Индуктивное сопротивление двигателя наибольшей мощности при пуске  
по (10)

 

                                    

 

Индуктивное сопротивление трансформатора по (12)

 

 

                                         

 

 

Здесь UН – номинальное напряжение электродвигателя. UН = 0,38 кВ; 
РН -номинальная мощность электродвигателя, МВт (т.е. кВт /1000); iП , cosφ, ηН – соответственно кратность пускового тока и номинальные значения коэффициента мощности и кпд электродвигателя (табл.6); UНН - номинальное значение обмотки низшего напряжения. UНН =0,4 кВ; SТН – номинальная мощность трансформатора КТП, МВА (т.е. кВА/1000).

Технические данные асинхронных двигателей серии 4А с синхронной частотой вращения 1500 об/мин приведены в табл. 6.

 

 

 

 

Таблица 6

 

Технические данные асинхронных двигателей

с короткозамкнутым ротором серии 4А

 

Тип двигателя	Мощность, кВт	КПД→ηн ,%	cosφ	iп
4АН160S4У3	18,5	88,5	0,87	6,5
4АН160М4У3	22	90	0,88	6,5
4АН180S4У3	30	90	0,84	6,5
4АН180М4У3	37	90,5	0,89	6,5
4АН200М4У3	45	91	0,89	6,5
4АН200L4У3	55	92	0,89	6,5
4АН225М4У3	75	92,5	0,89	6,5
4АН225S4У3	90	94	0,88	6,5
4АН250М4У3	110	93,5	0,89	6,5
4АН280S4У3	132	93	0,89	6
4АН280М4У3	160	93,5	0,9	6
4АН315S4У3	200	94	0,91	6
4АН315М4У3	250	94	0,91	6,5
4АН355S4У3	315	94,5	0,91	6

 

 

Так как условие (13) выполняется, то окончательно выбираем из табл.5 двухтрансформаторную комплектную подстанцию 2КТП-400-10/0,4-3У3 мощностью трансорматора 400 кВА напряжением ВН 10 кВ и НН 0,4 кВ.

 

Выбор комплектного оборудования

 

Выбор силовых распределительных шкафов

 

Для определения типа ШР с автоматами необходимо приготовить данные требуемых линейных автоматов для подключения электроприемников

Ток уставки теплового расцепителя вводного автомата по (32)

 

 

По IУ =40,76 А из табл.7 выбираем ближайший больший вводный автомат ВА51-39 на ток 250 А.

Для определения серии ШР необходимо иметь информацию о номинальных токах и токах уставки тепловых расцепителей выключателей.

 

Таблица 7

 

Номенклатура силовых распределительных шкафов серии ПР8503

 

Тип шкафа	Назначение, тип и количество   автоматических выключателей
	вводного	линейных
	ВА51-39	ВА51-31	ВА51-35
ПР8503-1001-3У3	1	6	-
ПР8503-1002-3У3	1	8	-
ПР8503-1003-3У3	1	10	-
ПР8503-1004-3У3	1	12	-
ПР8503-1005-3У3	1	-	4
ПР8503-1006-3У3	1	-	6
ПР8503-1007-3У3	1	2	2
ПР8503-1008-3У3	1	4	2
ПР8503-1009-3У3	1	6	2
ПР8503-1010-3У3	1	8	2

Примечание. Номинальные токи автоматических выключателей: