Определение типа, количества и мощности трансформаторов
Число трансформаторов в цеховой сети определяется требуемой надежностью к электроснабжению.
Двухтрансформаторная подстанция устанавливается при преобладании нагрузок первой и второй категории, при сосредоточенных нагрузках на участке цеха, при существенно неравномерном графике.
Суммарная полная расчетная мощность цеха састовляет 124.5 кВА, поэтому намечаю к установке два трансформатора мощностью 100 кВА.
Окончательный выбор трансформаторов производим после технико-экономического расчета.
Выбираются два варианта трансформаторных подстанций:
1 вариант: КТП-10/0,4- 
руб.
2 вариант: КТП-10/0,4- 
руб.
, где 
, 
– стоимость трансформаторной подстанции
Определяется максимальный коэффициент загрузки по каждому варианту:
, где 
– полная мощность предприятия, кВА
– количество трансформаторов
– мощность трансформатора, кВА
Определяется средний коэффициент загрузки трансформаторов:
, где 
– средняя мощность нагрузки, кВА
Определяется значение эквивалентной охлаждающей температуры:
С помощью значения эквивалентной охлаждающей температуры по таблице “Указания к пользованию графиками зависимости” определяется номер кривой зависимости коэффициента допустимой перегрузки. По графику №5.
Определяется значение допустимого коэффициента загрузки по каждому варианту:
Сравнивается допустимые коэффициенты загрузки с максимальными:
< 
< 
Т.к. в обоих случаях 
> 
, то в техническом отношении подходят оба варианта.
Определяется аварийная перегрузка трансформатора в случае выхода из строя другого
, кВА
, где – коэффициент допустимой перегрузки
кВА
кВА
Выбирается тип трансформаторов, устанавливаемых на подстанции которые заносит в таблицу 5.
Табл.5. Выбор типа трансформаторов.
| Тип тр-ра | Sном, кВА | Uном, кВ | ΔР, кВт | Uк.з., % | Iх.х., % | Схема и гр. соед. | ||
| ВН | НН | х.х. | к.з. | |||||
| ТМ–100/10 | 0.4 | 0.33 | 2.27 | 4.5 | 2.6 | Y/Yн-0 | ||
| ТМ–160/10 | 0.4 | 0.51 | 3.1 | 4.7 | 2.4 | Y/Yн-0 |
Определяются потери активной мощности в трансформаторах:
, кВт
, где 
– потери мощности холостого хода, кВт
– потери мощности короткого замыкания, кВт
– ток холостого хода
– напряжение короткого замыкания
– максимальный коэффициент загрузки
кВт
кВт
Определяются годовые потери энергии в трансформаторах:
, 
, где 
– потери активной мощности в трансформаторе, кВт
– количество
– время работы трансформаторов в год, час
Определяется стоимость потерь:
, руб.
, где 
– мощность годовых потерь энергии в трансформаторах,
– стоимость энергии за 1
руб.
руб.
Определяется срок окупаемости:
, год
, где , – стоимость трансформатора, руб.
, 
– стоимость потерь, руб.
лет.
Таким образом, срок окупаемости получился больше нормативного ( 
), он составляет 11 лет. Окончательно выбирается КТП-10/0,4- 
с трансформатором ТМ-100/10.
Определим номинальную мощность трансформатора без учета компенсирующих устройств::
кВА, где:
Sмах – расчетная нагрузка цеха (из таблицы 4);
Nтр – число силовых трансформаторов;
Кз.тр – коэффициент загрузки, для второй категории принимаем 0.8.
Определим фактический коэффициент загрузки трансформатора в послеаварийном режиме:
Предельное значение реактивной мощности:
кВАР.
Коэффициент мощности:
.
Суммарная мощность низковольтных компенсирующих устройств:
кВАР.
Согласно проведенному расчету, необходимость во включении низковольтных компенсирующих устройств в схему цеха отсутствует. Принимаем к установке два трансформатора марки ТМ-100/10 (КТП-100/10) со следующими характеристиками:
UВН=10 кВ; UНН=0,4 кВ; РХХ=0.33 кВт; РКЗ=2.27 кВт; UКЗ=4.5%; IХХ=2.4%.
Потери в трансформаторах:
кВт;
кВар.
Окончательные расчетные нагрузки цеха представлены в таблице 4.