Реконструкция электроснабжения колхоза "Прогресс" (стр. 3 из 13)
; 
,где хi; yi- соответвствующие координаты центра i-нагрузки;
Рр.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:
sуд = Sp/F,(2.1)
где Sp– полная расчетная мощность электроприемников, кВА;
F– площадь помещений фермы, определяемая по генплану, м2;
sуд – удельная плотность электрической нагрузки на ферме, кВА/м2.
По данным таблицы 2.1 полная расчетная мощность электроприемников молочно - товарной фермы составляет Sp = 210 кВА. Из генплана на рис. 2.2 находим F = 5680 м2. Тогда удельная плотность нагрузки фермы составит
sуд = 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 []
| sуд, кВА/м2 | ≤ 0,04 | ≤ 0,05 | ≤ 0,1 | ≤ 0,2 |
| Sт, кВА | 160 | 250 | 400 | 630 |
Минимальное число трансформаторов i-го потребителя N0.iопределим по формуле:
,(2.2)где Рсм.i - активная средняя мощность за наиболее загруженную смену электроприемников фермы, кВт, определяемая по формуле:
;(2.3)SТ.i– номинальная мощность i-го трансформатора, кВА;
BН.i– нормативный коэффициент загрузки трансформатора, выбираемый согласно СН174-75 по категориям нагрузок (II-Bн=0,7…0,8; III-Bн=0,9–0,95);
Kм.i – коэффициент максимума нагрузки (принимаем Kм.i=1,1 - нагрузка нередко непостоянная).
Имеем из таблицы 2.1 Pp= 184 кВт. Принимаем Bн=0,75. Тогда
Рсм = 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
Кз.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 SII = 140 кВА) составит
Кз.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 мощностьQВн.i, которая может быть внесена из распределительной сети 10 кВ в сеть 0,4 кВi-го приемника без превышения предусмотренного значения коэффициента загрузки, определяется по формуле:
.(2.4)При расчетной реактивной низковольтной нагрузке QР.iдля максимального перетока мощности конденсаторной установки необходимо обеспечить получение следующего значения реактивной мощности:
Qку.i= Qр.i- QВн.i,(2.5)
где Qку.i - реактивная мощность i-й конденсаторной установки, квар.
Полученное значение Qку.i уточняется до величины Qбк стандартной конденсаторной установки.
Далее проверяют фактический коэффициент Вф.iзагрузки i–го трансформатора после компенсации по условию:
Вф.i = 
≤ Вн.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:
QВн.i =Qр.i- Qбк.i(2.7)
Проведем расчет компенсации реактивной мощности потребителей фермы. Определяем наибольшую реактивную мощностьQВн, которая может быть внесена из распределительной сети 10 кВ в сеть 0,4 кВобъекта
квар.Расчетная реактивная нагрузка QР, подлежащая компенсированию
QР = Ррtgφ1,
где tgφ1= 0,55 – тангенс угла сдвига фаз в сети до компенсации реактивной мощности, соответствующий cosφ1 = 0,876.
QР = 157·0,55 = 86,4 квар.
Реактивная мощность конденсаторной установки
Qку = 181,5 – 86,4 = 95,1 квар.
Полученное значение Qку уточняем до величины Qбк стандартной конденсаторной установки. Принимаем Qбк = 75 квар.
Фактический коэффициент Вфзагрузки трансформатора после компенсации реактивной мощности
Вф = 
= 0,59.
Это значение меньше принятого Вн = 0,75. Следовательно, корректировать расчёт установки для компенсации реактивной мощности нет необходимости.