Компенсация реактивных нагрузок в СЭПП

Размещено на http://www.allbest.ru/

5

Инженерная школа энергетики ИШЭ

Отделение электроэнергетики и электротехники ОЭЭ

Направление подготовки 13.04.02 - Электроэнергетика и электротехника

Отчёт

по лабораторной работе

«Компенсация реактивных нагрузок в СЭПП»

по дисциплине «Энергоэффективность преобразования и транспортировки электроэнергии»

Томск - 2022

Цель работы: исследование основных принципов компенсации реактивных нагрузок (КРН) в промышленных электрических сетях. Проведение компенсации реактивной мощности до достижения коэффициента мощности значения 0,94.

В таблицах 1 и 2 приведены результаты регистрации и расчета графиков нагрузок для двух трансформаторов Т2 иТ4 соответственно, полученные до компенсации реактивной мощности.

Таблица 1. Параметры для трансформатора Т2 до компенсации

Таблица 2. Параметры для трансформатора Т4 до компенсации

Как видно из полученных результатов существует необходимость в применении мероприятий по понижению отклонения напряжения и повышению коэффициента мощности. В связи с чем производятся следующие мероприятия: регулирование уровня напряжения анцапфами трансформаторов, а также применение устройств компенсации реактивной мощности. Результаты представлены в таблице 3.

Таблица 3. Результаты регулирования уровня напряжения конденсаторными батареями

На рисунке 1 и 2 представлены графики изменения коэффициентов мощности на протяжении суток до и после компенсации реактивной мощности для трансформаторов Т2 и Т4. На рисунке 3 изображены графики отклонений напряжения на протяжении суток с учетом мероприятий по компенсации реактивной мощности для трансформаторов Т2 и Т4.

Рис. 1. Графики изменения cosц(t) для трансформатора Т2

Рис. 2. Графики изменения cosц(t) для трансформатора Т4

Рис. 3. Графики изменения V(t) для трансформаторов Т2 и Т4

На рис. 4 и 5 приведены графики изменения активной, реактивной и полной мощностей в течении суток для трансформаторов Т2 и Т4 соответственно.

Рис. 4. Графики активной, реактивной, полной мощностей для трансформатора Т2

Рис. 5. Графики активной, реактивной, полной мощностей для трансформатора Т4

На рисунке 6 представлен график регулирования количеством работающих КУ на высокой и низкой сторонах.

Рис. 6. Графики регулирования количеством работающих КУ на высокой и низкой сторонах

Расчет потерь электроэнергии после компенсации

Расчет потерь электроэнергии осуществляется для двух трансформаторов (Т2 и Т4), а также для кабельной линии, питающей трансформатор Т4.

Потери электроэнергии в трансформаторе за время T определяются из выражения:

где I_н - номинальный ток трансформатора, определяемый из выражения:

Потери электроэнергии в линии с сопротивлением R за промежуток времени T:

Таким образом, потери электроэнергии за сутки на Т2 составляют:

где I_н - номинальный ток трансформатора, приведенного к ступени НН:

Потери электроэнергии в трансформаторах за сутки на Т4 составляют:

где I_н - номинальный ток трансформатора, приведенный к ступени ВН:

Потери электроэнергии кабельной линии, питающей трансформатор Т4 за сутки:

где R_КЛТ4 определяется по выражению:

Экономия электроэнергии для Т2 в сравнении с вариантом без регулирования и компенсации составляет:

Экономия электроэнергии для Т4:

Экономия электроэнергии для КЛ:

Вывод

В ходе выполнения лабораторной работы было проведено исследование основных принципов компенсации реактивных нагрузок (КРН) в промышленных электрических сетях.

По полученным данным лабораторной работы была выявлена необходимость в проведении мероприятий для повышения напряжения и достижения коэффициента мощности значения 0,94. В связи с этим были применены два метода: регулирование отпаек трансформаторов, а также применение компенсирующих устройств.

По проведенным исследованиям было достигнуто значение коэффициента мощности 0,94. Был проведен расчет потерь электроэнергии, по показаниям которого было получено снижение потерь в трансформаторах и питающей кабельной линии (суммарно 120,01 кВт·ч за сутки).

компенсация реактивный мощность трансформатор

Ответы на вопросы

1. Дать понятие реактивной мощности, пояснить ее физический смысл и особенности в сравнении с активной.

Физический смысл реактивной мощности -- это энергия, перекачиваемая от источника на реактивные элементы приёмника (индуктивности, конденсаторы, обмотки двигателей), а затем возвращаемая этими элементами обратно в источник в течение одного периода колебаний, отнесённая к этому периоду. Она характеризует реактивную энергию - энергию не расходующуюся безвозвратно, а лишь временно запасающуюся в магнитном поле. Реактивная мощность характеризует энергию, совершающую колебания между источником и реактивным (индуктивным и/или емкостным) участком цепи без ее преобразования.

2. Чем определяются предельные значения реактивной мощности, которую может выдать в сеть синхронная машина?

Синхронная машина выдает в сеть реактивную мощность в режиме перевозбуждения. Предельное значение реактивной мощности будет определяться током возбуждения. Ограничениями служат нагрев статора и рота.

3. Дать сравнительную характеристику источников реактивной мощности, используемых в СЭПП

Синхронные генераторы, синхронные компенсаторы, конденсаторные установки. Первые два являются дорогостоящими. Генераторами регулируются нагрузки на больших предприятиях с собственными электростанциями. Синхронные компенсаторы позволяют регулировать реактивную мощность плавно. Конденсаторные установки возможно размещать непосредственно у потребителей, но есть ступени регулирования.

4. Каким образом реактивная мощность влияет на режим напряжения электрической сети?

Потери напряжения прямо пропорционально зависят от режима реактивной мощности:

5. Требования, предъявляемые ЭЭС к режиму реактивной мощности СЭПП.

Держать коэффициент мощности в заданном значении. При его увеличении возможны скидки за компенсацию реактивной мощности.

6. Как оценивается экономический эффект внедрения расчетного оптимального режима компенсации нагрузок предприятия?

По минимальной величине годовых расчетных затрат.

7. С какой целью выполняется регулирование мощностей компенсирующих устройств?

Для достижения требуемого коэффициента мощности в заданном узле.

8. Пояснить причины построения графиков регулирования КУ.

Т.к. графики электропотребления неравномерны, то и компенсация требуется неравномерная.

Размещено на Allbest.ru