Электроснабжение корпуса промышленного предприятия, использующего насосы и вентильные преобразователи

Министерство образования и науки Российской Федерации

Факультет

Кафедра

КУРСОВАЯ РАБОТА

по направлению

Электроэнергетика

Электроснабжение корпуса промышленного предприятия, использующего насосы и вентильные преобразователи

Студент

Руководитель

Содержание задания

Спроектировать электроснабжение корпуса, который находится на расстоянии l от ГПП предприятия. В корпусе имеются низковольтные потребители, а также высоковольтные потребители - насосы и вентильные преобразователи.

Содержание

Введение

1. Исходные данные

2. Схема электроснабжения корпуса

3. Выбор мощности электродвигателей

4. Расчет электрических нагрузок

4.1 Метод расчета

4.2 Исходные данные

4.3 Расчет электрических нагрузок РП

5. Выбор плавкого предохранителя для защиты асинхронного двигателя

5.1 Общие сведения

5.2 Исходные данные для расчёта

5.3 Выбор предохранителя и плавкой вставки (ПВ)

5.4 Проверка плавкой вставки по отключающей способности

5.5 Согласование плавкой вставки с защищаемым проводником

5.6 Согласование по селективности с предыдущей ПВ

6. Выбор автоматических воздушных выключателей для защиты асинхронного двигателя и распределительного пункта

6.1 Общие сведения

6.2 Выбор и проверка автоматического воздушного выключателя

6.3 Вспомогательный расчёт нагрузок

6.4 Выбор автомата по условиям нормального режима

6.5 Проверка автомата в пиковом режиме

6.6 Проверка автомата на предельную коммутационную способность

6.7 Согласование расцепителя с защищаемым проводником

7. Компенсация реактивной мощности в электрической сети напряжением до 1кВ

7.1 Расчетная схема

7.2 Исходные данные

7.3 Вспомогательные расчёты нагрузок

7.4 Распределение реактивной мощности между источниками

8. Выбор сечений проводников на первом, втором и четвёртом уровнях

8.1 Выбор сечения проводников на 1-ом уровне

8.2 Выбор сечения проводников на 2-ом уровне

8.3 Выбор сечения проводников на 4-ом уровне

9. Выбор цеховых трансформаторов двухтрансформаторной подстанции

• 10 Расчёт токов трёхфазного короткого замыкания
• 10.1 Основные положения
• 10.2 Расчётная схема
• 10.3 Исходные данные
• 10.4 Расчёт токов трёхфазного короткого замыкания
• 11. Оценка влияния вентильный преобразователь на систему электроснабжения
• 11.1 Основные положения
• 11.2 Исходные данные
• 11.3 Расчётная схема
• 11.4 Вспомогательный расчёт
• 12. Определение потерь и отклонений напряжения в сети до 1 кВ
• 12.1 Основные положения
• 12.2 Исходные данные
• 12.3 Расчетная схема
• 12.4 Расчет отклонений и потерь напряжений
• 13. Определение коэффициентов несимметрии напряжений по обратной и нулевой последовательности
• 13.1 Общие положения
• 13.2 Расчёт коэффициентов несиметрии
• 13.3 Построение векторных диаграмм
• 14. Уравнения переходных процессов АД
• Литература
• Введение
• Рационально выполненная современная система электроснабжения промышленного предприятия должна удовлетворять ряду требований: экономичности и надёжности, безопасности и удобство эксплуатации, обеспечение надлежащего качества электроэнергии, уровней напряжения, стабильности частоты и кратчайшие сроки выполнения строительно-монтажных работ и необходимая гибкость системы, обеспечивающая возможность расширения при развитии предприятия без существенного усложнения и удобства первоначального варианта. При этом должны по возможности применяться решения, требующие минимальных расходов цветного металла и электроэнергии.
• При построении системы электроснабжения необходимо учитывать многочисленные факторы, к числу которых относятся потребляемая мощность, категории надёжности питания отдельных приёмников, графики нагрузок крупных потребителей, характер нагрузок на генеральном плане. При построении системы электроснабжения нужно учитывать также требования ограничения токов короткого замыкания, а так же условия выполнения простой и надёжной релейной защиты.
• 1 Исходные данные
• Напряжение на главной понизительной подстанции (ГПП):
• Номинальное напряжение на высшей стороне ГПП U_ВН,ГПП = 110 кВ.
• Номинальное напряжение на низшей стороне ГПП U _НН,ГПП = 10 кВ.
• Мощность короткого замыкания (КЗ) на секции распределительного устройства (РУ) низшего напряжения (НН) ГПП S_к = 195 МВА.
• Расстояния:
• от ГПП до корпуса промышленного предприятия l = 0,78 км;
• от РУ - 0,4 кВ трансформаторной подстанции (ТП) до распределительного пункта (РП) l₁ = 0,094 км;
• от РП до электроприемников (ЭП) l₂ = 0,001 км.
• Высоковольтные потребители напряжением 10 кВ.
• а) Синхронные двигатели - насосы:
• Производительность Q = 4300 м³/ч.
• Напор Н = 55 м.
• б) Источник высших гармоник (ИВГ) - вентильные преобразователи
• Число фаз выпрямления: 12;
• Мощность одного ИВГ S_Р.ИВГ = 2Ч0,42 МВА.
• в) Низковольтные потребители напряжением U_НОМ = 0,38 кВ
• Таблица 1.1 - Исходные данные ЭП цеха

Тип установки	Кол-во ЭП	Номинальная мощность ЭП РНОМ, кВт	Коэффициент мощности COS	Коэффициент использования KИ
1. Станки	40	15,0	0,54	0,16
2. Станки	56	15,0	0,61	0,32
3. Конвейер	72	7,5	0,65	0,75

• Таблица 1.2 - Исходные данные ЭП, подключенных к РП

№ группы	Кол-во ЭП	Номинальная мощность ЭП РНОМ, кВт	Коэффициент мощности COS	Коэффициент использования KИ
1	3	15,0	0,54	0,16
2	3	15,0	0,61	0,32
3	4	7,5	0,65	0,75

• Исходные данные для расчета несимметрии напряжений приведены в таблице 1.3.
• Таблица 1.3 - Значения междуфазных и фазных напряжений на РУ-0,4 кВ при несимметрии

Междуфазные напряжения, кВ	Фазные напряжения, кВ
UAB	UBC	UCA	UA	UB	UC
0,47	0,39	0,34	0,27	0,20	-

• 2 Схема электроснабжения корпуса
• Схема электроснабжения предприятия состоит из источников питания и линий электропередачи, осуществляющих подачу электроэнергии к предприятию, через трансформаторную подстанцию (ТП), где трансформаторы Т1 и Т2 понижают напряжение со 110 кВ до 10 кВ, для питания высоковольтных потребителей MG1, MG2, MG3, ИВГ1 и связывающих кабелей (KL) и токопроводов, обеспечивающих на требуемом напряжении подвод электроэнергии к её потребителям.
• Трансформаторы Т3 и Т4 понижают напряжение с 10 кВ до 0,4 кВ для питания низковольтных потребителей (СД - синхронный двигатель).
• Выключатели Q1..Q13 предназначены для оперативного переключения и вывода в ремонт элементов схемы.
• Секционные выключатели QB1,QB2 выполняют функцию автоматического ввода резерва (АВР).
• Автоматы QF1..QF9 предназначены для оперативного переключения и вывода в ремонт элементов схемы.
• Конденсаторные батареи (БК) вырабатывают реактивную мощность для уменьшения потерь в трансформаторах и линиях.
• Предохранитель FU защищает СД от токов короткого замыкания.
• Для повышения надёжности электроснабжения применяется двухтрансформаторная подстанция с раздельной работой трансформаторов в нормальном режиме. Раздельная работа трансформаторов позволяет значительно снизить уровни токов короткого замыкания, упрощаются схема коммутации и релейной защиты.
• Схема электроснабжения корпуса представлена на рисунке 2.1.

• Рисунок 2.1 - Схема электроснабжения корпуса
• 3 Выбор мощности электродвигателей
• По заданию, на шинах РУ- 10 кВ установлены высоковольтные синхронные двигатели привода насосов. На рисунке 3.1 приведена схема присоединения высоковольтных синхронных двигателей (СД).
• Рисунок 3.1 - Схема присоединения СД к РУ-10 кВ.
• Примечание - МG1 и МG2 рабочие двигатели, МG3 резервный двигатель.
• Для СД насоса мощность (Р_СД, кВт)
• , (3.1)
• где k_ЗАП - коэффициент запаса, k_ЗАП = 1,1 - 1,2 с. 156 /13/;
• г ? плотность прокачиваемой жидкости, . Для холодной воды c.156 /13/;
• Q - производительность насоса, Q = 4300 м³/ ч или 1,194 м³/с, с. 6;
• - коэффициент полезного действия (КПД) насоса, c.156/13/;
• - КПД передачи, с.156 / 13/;
• H - напор, H = 55 м, с. 6;
• ,
• По справочнику с. 210 /8/ выбираем двигатели серии СДН 16-41-16УЗ, со следующими данными:
• Р_ном,СД = 0,63 МВт - номинальная мощность СД;
• U_ном,СД = 10 кВ - номинальное напряжение СД;
• n_СД = 750 об/мин - частота вращения ротора;
• з_СД = 92,4% - коэффициент полезного действия СД.
• Определим коэффициент загрузки (К_з) синхронного двигателя по формуле:
• К_з = Р_сд1 / Р_ном,СД;(3.3)
• К_з = 617,38 / 630=0,98,
• так как 0,7?К_з<1, то выбранный электродвигатель подходит.
• 4 Расчет электрических нагрузок
• 4.1 Метод расчета
• Значение электрических нагрузок необходимо для выбора и проверки проводников и трансформаторов по пропускной способности и экономической плотности тока, а также для расчета потерь и отклонений напряжений, колебания напряжения, выбора защиты, и компенсирующих устройств.
• Электрическая нагрузка рассчитывается методом упорядоченных диаграмм, который изложен в /4/. Электроприемники (ЭП) имеют либо постоянный график нагрузки (группа Б), либо переменный график нагрузки (группа А). Отнесение данного ЭП к группе А или группе Б производится по его коэффициенту использования К_и,i:
• К_и,i < 0,75 - группа А;
• К_и,i 0,75 - группа Б.
• С учетом групп А и Б определяется расчетная активная (Р_р) и расчетная реактивная (Q_р) мощности через соответствующие средние активные (Р_с) и реактивные (Q_с) мощности.
• Далее определяется эффективное число ЭП ( n_Э ) по формуле
• , (4.1)
• где Р_ном,i - номинальная активная мощность i-го ЭП, кВт;
• m - количество групп ЭП;
• n_i - количество ЭП i-ой группы.
• Коэффициент максимума (К_м) определяется по таблице 2.6 /6/ в зависимос-ти от К_и и n_э. Коэффициент максимума по реактивной мощности (К_м') определяется по /6/ в зависимости от n_э. Если n_э > 10, то К_м' = 1, если n_э < 10, то К_м' = 1,1.
• После определения расчетной мощности Р_р группы она сравнивается с суммарной номинальной мощностью трех наиболее мощных ЭП группы (Р_3max). Если она окажется меньше, то за расчетную принимается Р_{3 max}.
• 4.2 Исходные данные
• При подготовке исходных данных к расчету на компьютере все ЭП объекта делятся на группы однотипных ЭП. Каждой группе присваивается номер от 1 до 100. В группу входят ЭП, которые имеют одинаковые номинальные мощности Рном, коэффициенты мощности cosц и К_и, независимо от местоположения и назначения. Распределение ЭП РП по группам приведено в исходных данных.
• 4.3 Расчет электрических нагрузок РП
• В данной работе расчет электрических нагрузок проводится для цеха, трансформатора и распределительного пункта (РП). Ручной расчет приведен для РП.
• Определяем общее количество ЭП РП (N)
• , (4.2)
• где m - количество групп ЭП, m = 3.
• N = 3 + 3 + 4 = 10 шт.
• По коэффициенту использования К_и,i , взятому из таблицы 1.2, определяем группы ЭП:
• К_{и, 1} = 0,16 < 0,75, группа А;
• К_{и, 2} = 0,32 < 0,75, группа А;
• К_{и, 3} = 0,75 = 0,75, группа Б.
• Распределение ЭП по группам приведено в таблице 4.1.
• Таблица 4.1 - Распределение ЭП РП

Тип установки	Группа ЭП	Количество ЭП, шт.	Рном,i, кВт	cos цi	tg цi	Ки,i
1 Станки	А	3	15,0	0,54	1,559	0,16
2 Станки	А	3	15,0	0,61	1,299	0,32
3 Конвеер	Б	4	7,5	0,65	1,169	0,75

• Номинальная активная мощность ЭП группы А (Р_ном,А, кВт):
• ; (4.3)
• Номинальная активная мощность ЭП группы Б (Р_ном,Б, кВт)
• ; (4.4)
• Р_ном,Б = 7,54 = 30,0 кВт.
• Определяем долю ЭП группы Б ( Д,%)
• .(4.5)
• Так как доля ЭП группы Б находится в пределах от 0% до 25%, то расчет нагрузок по РП ведем как для группы.
• Номинальная активная мощность ЭП (Р_ном, кВт):
• ;(4.6)
• Номинальная реактивная мощность ЭП (Q_ном, квар)
• , (4.7)
• где - коэффициент реактивной мощности ЭП, соответствующий , берем из таблицы 4.1.
• Определим среднюю активную мощность ЭП (Р_с, кВт):
• ; (4.8)
• Определим среднюю реактивную мощность ЭП (Q_с, квар):
• ; (4.9)

• Средний коэффициент мощности .
• Эффективное число ЭП n_э определяется по формуле (4.1)
• .
• Коэффициент использования по РП (K_и)
• . (4.10)
• Найдём коэффициент максимума РП по активной мощности (K_м). Значения, используемые в таблице 4.2, взяты из таблицы 2.6 /6/ для ближайших значений n_э, равных 9 и 10, и ближайших значений K_и, равных 0,3 и 0,4.
• Таблица 4.2 - Значения коэффициента максимума

Эффективное число ЭП nэ	Коэффициент использования Ки = 0,3	Коэффициент использования Ки = 0,4
9	1,65	1,47
10	1,60	1,43

• Рассчитаем К_м методом кусочно-линейной интерполяции. Для этого составим уравнение прямой y = ax + b, которое можно выразить следующей формулой
• . (4.11)
• Первый этап расчёта (согласно таблице 4.2).
• Обозначим через x₁ = 9 = n_э, что соответствует y₁ = 1,65 = K_м (n_э = 9;K_и = 0,3), а через x₂ = 10= n_э, что соответствует y₂ = 1,60 = K_м (n_э = 10; K_и = 0,3).
• .
• Найденное значение y соответствует x = n'_э = 9,143, что соответствует значению K_м (n_э = 9,143; K_и = 0,3) = 1,64286. Полученное значение K_м занесем в таблицу 4.3.
• Таблица 4.3 - Значения коэффициента максимума

Эффективное число ЭП nэ	Коэффициент использования Ки = 0,3
9,000	1,65000
9,143	1,64286
10,000	1,60000

• Второй этап расчета (таблица 4.2).
• Обозначим через x₁ = 9 = n_э, что соответствует y₁ = 1,47 = K_м (n_э = 8;K_и = 0,4), а через x₂ = 10= n_э, что соответствует y₂ = 1,43 = K_м (n_э = 10; K_и = 0,4).
• Найденное значение y соответствует x = n_э = 9,143, что соответствует значению K_м (n_э = 9,143; K_и = 0,4) = 1,46429. Полученное значение K_м занесем в таблицу 4.4.
• Таблица 4.4 - Значения коэффициента максимума

Эффективное число ЭП nэ	Коэффициент использования Ки = 0,4
9,000	1,47000
9,143	1,46429
10,000	1,43000

• Третий этап расчета (таблица 4.3 и таблица 4.4).
• Обозначим через x₁ = 0,3 = K_и, что соответствует y₁ = 1,64285 = K_м(n_э = 9,143; K_и = 0,3), а через x₂ = 0,4 = K_и, что соответствует y₂ = 1,46428 = K_м (n_э =9,143; K_и = 0,4).
• .
• Найденное значение y соответствует x = K_и = 0,368, что соответствует значению K_м (n_э = 9,143; K_и = 0,368) = 1,52232.
• Коэффициент максимума по реактивной мощности K_м' определяем по программе RELNA для n_э = 9,143 < 10, K_м' = 1,1.
• Определяем расчётную активную мощность ЭП (Р_р, кВт)
• Р_р = K_мР_с = 1,52244,1= 67,13438 кВт.(4.12)
• Вычисленная таким образом расчетная мощности Р_р должна быть больше суммарной мощности трех наибольших ЭП Р_3max:
• Р_р = 67,134 кВт > Р_3max = 3Р_ном,i = 315 = 45 кВт
• Расчётная реактивная мощность ЭП (Q_р, квар)
• Q_р = K_м'Q_с = 1,156,233 = 61,85683 квар.(4.13)
• Полная расчетная мощность (, кВА)
• .(4.14)
• Расчетный ток (I_р , А)
• , (4.15)
• где - номинальное напряжение сети, = 0,38 кВ.
• Правильность ручного расчета подтверждается совпадением результатов с результатами, полученными в распечатке на с. 21. Так же проводится автоматизированный расчет цеха и трансформаторной подстанции, результаты приводятся в распечатке на с. 20-21.
• РАСЧЕТ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАГРУЗОК
• Нагрузки измеряются в кВт , квар , кВА , кА .
• ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ
• Объект расчета - Цех; номинальное напряжение = 0.38 кВ

Номер группы	Количество ЭП	Рном одного ЭП	Коэффициент мощности(СОS)	Коэффициент использования
1 2 3	40 56 72	15.00 15.00 7.50	0.540 0.610 0.650	0.160 0.320 0.750

• РЕЗУЛЬТАТЫ РАСЧЕТА
• Группа А (ЭП с переменным графиком нагузки)

N	Рном	Qном	Рсред	Qсред	Nэфф	Кисп	Кмакс	Кмакс1	Ррас	Qрас
96	1440.000	2026.359	364.800	498.806	96.000	0.253	1.111	1.000	405.366	498.806

• Группа Б (ЭП с постоянным графиком нагрузки)

N	Рном	Qном	Рсред	Qсрeд
72	540.000	631.330	405.000	473.497

• Всего по объекту:
• Количество электроприемников N - 168
• Номинальная активная мощность Рном - 1980.000
• Номинальная реактивная мощность Qном 2657.689
• Средняя активная мощность Рc - 769.800
• Средняя реактивная мощность Qc - 972.303
• Средний коэффициент мощности COS - 0.621
• Расчетная активная мощность Рр - 810.366
• Расчетная реактивная мощность Qр - 972.303
• Полная расчетная мощность Sр - 1265.727
• Расчетный ток I - 1.92313
• РАСЧЕТ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАГРУЗОК

Нагрузки измеряются в кВт , квар , кВА , кА .

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

Объект расчета - Трасформатор

Номинальное напряжение = 0.38 кВ

Номер группы ЭП	Количество одного ЭП	Рном	Коэффициент мощности(СОS)	Коэффициент использования
1	20	15.00	0.540	0.160
2	28	15.00	0.610	0.320
3	36	7.50	0.650	0.750

РЕЗУЛЬТАТЫ РАСЧЕТА

Группа А (ЭП с переменным графиком нагузки)

N	Рном	Qном	Рсред	Qсред	Nэфф	Кисп	Кмакс	Кмакс1	Ррас	Qрас
48	720.000	1013.180	182.400	249.403	48.000	0.253	1.200	1.000	218.807	249.403

Группа Б (ЭП с постоянным графиком нагрузки)

N	Рном	Qном	Рсред	Qсрeд
36	270.000	315.665	202.500	236.749

Всего по объекту:

Количество электроприемников N - 84

Номинальная активная мощность Рном - 990.000

Номинальная реактивная мощность Qном - 1328.845

Средняя активная мощность Рc - 384.900

Средняя реактивная мощность Qc - 486.152

Средний коэффициент мощности COS - 0.621

Расчетная активная мощность Рр - 421.307

Расчетная реактивная мощность Qр - 486.152

Полная расчетная мощность Sр - 643.306

Расчетный ток Iр - 0.97743

РАСЧЕТ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАГРУЗОК

Нагрузки измеряются в кВт , квар , кВА , кА .

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

Объект расчета - РП

Номинальное напряжение = 0.38 кВ

Номер группы ЭП	Количество одного ЭП	Рном	Коэффициент мощности(СОS)	Коэффициент использования
1	31	5.00	0.540	0.160
2	31	5.00	0.610	0.320
3	4	7.50	0.650	0.750

РЕЗУЛЬТАТЫ РАСЧЕТА

Все ЭП с переменным графиком нагрузки (группа А)

Всего по объекту:

Количество электроприемников N - 10

Номинальная активная мощность Рном - 120.000

Номинальная реактивная мощность Qном - 163.668

Эффективное число ЭП Nэ - 9.143

Коэффициент использования Kи - 0.368

Коэффициент максимума Kм - 1.522

Коэффициент максимума реактивный Kм1 - 1.100

Средняя активная мощность Рc - 44.100

Средняя реактивная мощность Qc - 56.233

Средний коэффициент мощности COS - 0.617

Расчетная активная мощность Рр - 67.134

Расчетная реактивная мощность Qр - 61.857

Полная расчетная мощность Sр - 91.287

Расчетный ток Iр - 0.13870

5 Выбор плавкого предохранителя для защиты асинхронного двигателя

5.1 Общие сведения

Плавкие предохранители устанавливаются во всех нормально незаземленных фазах. Запрещается их установка в нулевых проводниках. Защита плавкими предохранителями осуществляется или только от коротких замыканий (КЗ), или от КЗ и перегрузок.

Защита только от КЗ устанавливается в тех случаях, когда перегрузка невозможна по технологическим причинам или функция защиты от перегрузки передана другому аппарату, например магнитному пускателю, установленному последовательно в этой же цепи.

5.2 Исходные данные для расчёта

В нашем случае выбор плавкого предохранителя производится для схемы, показанной на рисунке 5.1 а).

U_ном =0,38 кВ U_ном =0,38 кВ

FU FU

РП

KM

а) M (АД)б) М (АД)

Рисунок 5.1 - Расчетная схема для выбора предохранителя

Плавкий предохранитель осуществляет защиту только от КЗ, поскольку функция защиты от перегрузки передана магнитному пускателю.

Защищаемым потребителем является асинхронный двигатель (АД), который соответствует наибольшему по номинальной активной мощности ЭП и номинальному напряжению сети 0,38 кВ (смотри раздел 4). По этим данным выбираем АД. Исходные данные АД, приведенные в таблице 5.1, взяты из / 8 /.

Таблица 5.1 - Данные асинхронного двигателя

Тип	Рном,АД, кВт	Uном,АД, кВ		сos цном,АД	зАД, о.е
4A160М6	15,0	0,38	7,0	0,910	0,880

В таблице 5.1 приняты следующие обозначения:

Р_ном,АД - номинальная активная мощность на валу АД, кВт;

U_ном,АД- номинальное напряжение АД, кВ;

cos ц_ном,АД-коэффициент мощности, о.е.;

з_АД-коэфициент полезного действия (КПД), о.е.;

I_{пуск,АД} - пусковой ток АД, о.е.;

I_ном,АД - номинальный ток АД, А.

5. 3 Выбор предохранителя и плавкой вставки (ПВ)

Определяем номинальный ток АД (I_ном,АД, А):

I_ном,АД = Р_ном,АД/(U_ном,АДcos ц_ном,АДз_АД), (5.1)

I_ном,АД = 15,0 / (0,380,910,880) = 28,459 A.

Пусковой ток АД (I_{пуск,АД} ,А ) вычисляется по формуле

I_{пуск,АД} = (I_{пуск,АД}/ I_ном,АД) I_ном,АД = 7,028,459 = 199,215 А. (5.2)

Номинальный ток плавкой вставки (I_ном,В) выбирается по двум условиям:

I_ном,В ? I_ном,АД; (5.3)

I_ном,В ? I_{пуск,ад}/2,5, (5.4)

где 2,5 - коэффициент запаса при лёгком пуске;

I_ном,В ? 28,459 A;

I_ном,В ? 199,215 / 2,5 = 79,686 A.

По таблице 6.4 /8/ выбираем ближайший больший ток I_ном,В = 80 A и по этому току выбираем предохранители ПН2-100 и ПН2-250 со следующими данными:

Таблица 5.2 - Данные предохранителей ПН2-100 и ПН2-250

Тип предохранителя	ПН2-100	ПН2-250
Номинальное напряжение предохранителя , Uном.П, В	380	380
Номинальный ток предохранителя, Iном,П, А	100	250
Номинальный ток плавкой вставки, Iном,В, А	80	80
Предельный ток отключения, Iоткл,П, кА	50 (100)	40 (100)

5.4 Проверка плавкой вставки по отключающей способности

Предельный ток отключения предохранителя должен быть больше периодической составляющей тока короткого замыкания (I_к), происшедшего сразу за предохранителем, смотри с. 61, узел 6 (I_к6 = 4,495 кА), то есть должно выполнятся условие

I_откл,П > I_к6, (5.5)

т.е. I_откл,П = 40 кА > I_к6 = 4, 495 кА, следовательно предохранитель проходит по отключающей способности.

5.5 Согласование плавкой вставки с защищаемым проводником

Предварительно выбираем защищаемый проводник (ЗП), по условию

I_доп>I_ном,АД, (5.6)

где I_доп - допустимый ток ЗП, т.е. I_доп > 29,938 А.

По таблице на с. 139 /6 / выбираем провод с резиновой изоляцией с тремя алюминиевыми жилами сечением F₁ = 5 мм² с I_доп = 30 А.

Поскольку предохранитель защищает АД только от КЗ, то условием согласования является следующее

I_ном,В <3I_доп, (5.7)

Получаем, что I_ном,В = 80 А < 3I_доп = 90 А, т.е. номинальный ток плавкой вставки согласуется с допустимым током ЗП.

5.6 Согласование по селективности с предыдущей ПВ

Согласование проводится для схемы, показанной на рисунке 5.2.

Рисунок 5.2 - Схема для согласования по селективности

При КЗ в точке К⁽³⁾ должен сработать только FU2, для локализации повреждения, для этого должно выполняться условие

I_В1> I_В2 . (5.8)

Ток I_ном,В1 выбирается по известным I_В2 и I_к. Определяем отношение при I_В2 = I_ном,В2 = 80 А

I_к6 / I_В2= 4, 495 / 0,08 = 56,1875. (5.9)

По таблице на с. 163 /7/ определяем, что предыдущая ПВ должна иметь ток I_В1 = 120 А.

Так как по всем условиям согласования проходит предохранитель с меньшим током отключения, следовательно, пройдёт и предохранитель с большим током отключения.

Автоматизированный выбор плавкой вставки и предохранителя производится с помощью программы WSTAWKA. Исходные данные к расчету приведены на с. 27, результаты расчета приведены на с. 30.

ВЫБОР ПЛАВКОЙ ВСТАВКИ ПРЕДОХРАНИТЕЛЯ

Исходные данные

Защищаемый потребитель: Асинхронный электродвигатель

Номинальная активная мощность двигателя Рн (кВт): 15.000

Кратность пускового тока Iп/Iн: 7.00

Коэффициент мощности cos fн: 0.910

Коэффициент полезного действия КПДн ( o.e.): 0.880

Пуск двигателя: легкий

Расчет

Номинальный ток двигателя Iн = 28.459 A

Пусковой ток двигателя Iп = 199.215 A

Отношение Iп / 2.5= 79.686 A

Номинальный ток плавкой вставки Iном.в >= 79.686 A

ДАННЫЕ ВЫБРАННЫХ ПРЕДОХРАНИТЕЛЕЙ:

Тип предохранителя ПН2-100 ПН2-250

Номинальное напряжение (В) 380 380

Номинальный ток предохранителя (А) 100 250

Номинальный ток плавкой вставки (А) 8080

Предельный ток отключения (кА) 50(100) 40(100)

ПРОВЕРКА ПРЕДОХРАНИТЕЛЯ ПО ОТКЛЮЧАЮЩЕЙ СПОСОБНОСТИ:

Наибольший ток КЗ за предохранителем Iк должен быть меньше предельного тока отключения предоханителя

50(100) кА - для ПН2-100,

40(100) кА - для ПН2-250.

CОГЛАСОВАНИЕ ПЛАВКОЙ ВСТАВКИ С ЗАЩИЩАЕМЫМ ПРОВОДНИКОМ:

Допустимый ток защищаемого проводника Iдоп (А): 30.00 (изолированный провод в трубе, алюминиевые жилы, 5.0 мм²)

Защита только от КЗ.

I ном.в < 3*I доп

Плавкая вставка согласуется с защищаемым проводником.

CОГЛАСОВАНИЕ ПО СЕЛЕКТИВНОСТИ С ПРЕДЫДУЩЕЙ ПЛАВКОЙ ВСТАВКОЙ:

Наибольший ток КЗ заНоминальный ток плавкой вставки

выбранным предохранителем предыдущего предохранителя

Iк ( кА ):Iв1 ( А ):

Если Iк <= 2.8 , то Iв1 >= 100

2.8 < Iк <= 6.0 Iв1 >= 120

6.0 < Iк <= 10.0 Iв1 >= 120

Iк > 10.0 Iв1 >= 150

ВЫБОР ПЛАВКОЙ ВСТАВКИ ПРЕДОХРАНИТЕЛЯ

Исходные данные

Защищаемый потребитель: Группа электроприемников

Номинальная активная мощность группы ЭП Рн (кВт): 120.000

Коэффициент использования группы ЭП Ки: 0.368

Коэффициент максимума группы ЭП Км: 1.522

Расчетный коэффициент мощности группы ЭП cos fр: 0.735

Данные мощного двигателя с наибольшим пусковым током:

Номинальная активная мощность двигателя Рн (кВт): 15.000

Кратность пускового тока Iп/Iн: 7.00

Коэффициент мощности cos fн: 0.910

Коэффициент полезного действия ( o.e.): 0.880

Расчет

Номинальный ток двигателя Iн = 28.459 A

Пусковой ток двигателя Iп = 199.215 A

Коэффициент спроса группы Кс = 0.560

Расчетная активная мощность группы Рр = 67.212 кВт

Расчетный ток группы Iр = 138.935 A

Пиковый ток группы Iпик = 322.210 A

Отношение Iпик / 2.5 = 128.884 A

Номинальный ток плавкой вставки Iном.в >= 138.935 A

ДАННЫЕ ВЫБРАННЫХ ПРЕДОХРАНИТЕЛЕЙ:

Тип предохранителя ПН2-250

Номинальное напряжение (В) 380

Номинальный ток предохранителя (А) 250

Номинальный ток плавкой вставки (А) 150

Предельный ток отключения (кА) 40(100)

ПРОВЕРКА ПРЕДОХРАНИТЕЛЯ ПО ОТКЛЮЧАЮЩЕЙ СПОСОБНОСТИ:

Наибольший ток КЗ за предохранителем

Iк должен быть меньше

предельного тока отключения предоханителя

40(100) кА .

CОГЛАСОВАНИЕ ПЛАВКОЙ ВСТАВКИ С ЗАЩИЩАЕМЫМ ПРОВОДНИКОМ:

Допустимый ток защищаемого проводника Iдоп (А): 165.00

(Кабель в воздухе, алюмин. жилы, бумажная изол., 95.0 мм2)

Защита от перегрузки и КЗ.

I ном.в < I доп

Плавкая вставка согласуется с защищаемым проводником.

CОГЛАСОВАНИЕ ПО СЕЛЕКТИВНОСТИ С ПРЕДЫДУЩЕЙ ПЛАВКОЙ ВСТАВКОЙ:

Наибольший ток КЗ заНоминальный ток плавкой вставки

выбранным предохранителем предыдущего предохранителя

Iк ( кА ):Iв1 ( А ):

Если Iк <= 5.3 , то Iв1 >= 200

5.3 < Iк <= 11.3 Iв1 >= 200

11.3 < Iк <= 18.8 Iв1 >= 250

Iк > 18.8 Iв1 >= 250

6 Выбор автоматических воздушных выключателей для защиты асинхронного двигателя и распределительного пункта

6.1 Общие сведения

К РП подключены электроприемники суммарной номинальной мощностью номинальное напряжение сети Данные мощного двигателя, имеющего наибольший пусковой ток, приведены в таблице 5.1 раздела 5. Ток КЗ за автоматом для защиты РП смотри раздел 10, с. 61.

На каждом двигателе установлен магнитный пускатель, защищающий двигатель от перегрузки, т.е. автомат защищает только от КЗ. Выбираем автомат, который защищает линию, питающую РП, смотри рисунок 6.1 б).

а) б)

Рисунок 6.1 - Расчётная схема для выбора автоматов

6.2 Выбор и проверка автоматического воздушного выключателя

6.3 Вспомогательный расчёт нагрузок

Для расчета необходимо определить расчётный коэффициент мощности группы ЭП , коэффициент использования группы ЭП К_И,ГР, коэффици-ент максимума группы ЭП

, (6.1)

где взяты из раздела 4.

, (6.2)

где взяты из раздела 4.

; (6.3)

Коэффициент спроса для группы ЭП ():

; (6.4)

Расчетная мощность группы :

; (6.5)

Расчётный ток группы ЭП :

; (6.6)

Пиковый ток группы ЭП :

, (6.7)

где пусковой и номинальный ток АД, взяты из раздела 5.

.

6.4 Выбор автомата по условиям нормального режима

Автомат не должен срабатывать в нормальном режиме, для этого должно выполняться условие

, (6.8)

где номинальный ток расцепителя, А.

В данном случае

По этому условию на с.260 /7/ выбираем ближайший больший ток расцепителя а по нему все возможные автоматы, параметры которых приведены в таблице 6.1.

Таблица 6.1 - Данные выбранных автоматов

Тип автомата
ВА 51 - 33	160	10	160	12,5
ВА 52 - 33	160	10	160	35,0

В таблице 6.1 приняты следующие обозначения:

номинальный ток автомата;

ток отсечки, о.е. (к току расцепителя);

номинальный ток расцепителя;

предельный ток отключения.

При выборе автоматов следует иметь в виду, что рекомендуется выбирать автомат ВА51, а автоматы ВА52 следует применять, если требуется повышенная коммутационная способность.

6.5 Проверка автомата в пиковом режиме

При пуске двигателя не должна сработать отсечка автомата, для этого должно выполняться условие

. (6.9)

По таблице 6.1 т.е. , следовательно, условие выполняется.

В пиковом режиме также не должен сработать тепловой расцепитель, т.е. должно выполняться условие

, (6.10)

где длительность пуска мощного двигателя с наибольшим пусковым током, ,с. 35;

- время срабатывания автомата, определяется по времятоковой характеристике для соответствующего значения , с. 164 /7/.

Из данной характеристики находим для значения

Получается, что , т.е. условие (6.10) выполняется.

6.6 Проверка автомата на предельную коммутационную способность

Для выбранного автомата должно выполняться условие

, (6.11)

где для автомата ВА51 - 33, с. 260 /7/;

ток КЗ за выбранным автоматом, .

,

Следовательно, автомат ВА51-33 проходит по предельной коммутационной способности.

6.7 Согласование расцепителя с защищаемым проводником

Для согласования с расцепителем проводник должен быть таким, чтобы выполнялось условие

, (6.12)

где допустимый ток для кабеля с бумажной пропитанной изоляцией, четырехжильного, проложенного в воздухе.

Выбираем кабель сечением 95 мм² , для которого , /3/.

Расцепитель автомата согласуется с защищаемым проводником. Выбираем автомат ВА51-33.

Автоматизированный выбор автомата производится с помощью программы AVTOVAT. Результаты приведены в распечатках на с. 39-41

ВЫБОР АВТОМАТИЧЕСКИХ ВОЗДУШНЫХ ВЫКЛЮЧАТЕЛЕЙ

Исходные данные

Защищаемый потребитель: Асинхронный электродвигатель

Номинальная активная мощность двигателя Рн (кВт): 15.000

Кратность пускового тока Iп/Iн: 7.00

Коэффициент мощности cos fн: 0.910

Коэффициент полезного действия КПДн ( o.e.): 0.880

Длительность пуска t п ( с ): 1.50

Расчет

Номинальный ток двигателя Iн = 28.459 A

Пусковой ток двигателя Iп = 199.215 A

АВТОМАТЫ С КОМБИНИРОВАННЫМ РАСЦЕПИТЕЛЕМ СЕРИИ ВА51 И ВА52 -

Данные выбранных автоматов при U сети = 380 В:

Тип автомата ВА51-31 ВА52-31 *)

Номинальный ток автомата I ном (А) 100 100

Номинальный ток расцепителя I ном.р (А) 31.5 31.5

Ток отсечки I отс / I ном.р (о.е.)10 10

Предельная коммутац. способн. I откл (кА) 6.0 15.0

*) ВА52 следует применять вместо ВА51, если требуется

повышенная коммутационная способность.

ПРОВЕРКА АВТОМАТА НА КОММУТАЦИОННУЮ СПОСОБНОСТЬ:

Наибольший ток к.з. за автоматом I к должен быть меньше I откл предельной коммутационной способности автомата

6.0 кА - для ВА51-31

15.0 кА - для ВА52-31

CОГЛАСОВАНИЕ РАСЦЕПИТЕЛЯ С ЗАЩИЩАЕМЫМ ПРОВОДНИКОМ:

Допустимый ток защищаемого проводника Iдоп (А): 32.00

(Изолированный провод в трубе, алюминиевые жилы, 6.0 мм2)

I ном.р < I доп

Расцепитель автомата согласуется с защищаемым проводником.

ВЫБОР АВТОМАТИЧЕСКИХ ВОЗДУШНЫХ ВЫКЛЮЧАТЕЛЕЙ

Исходные данные

Защищаемый потребитель: Группа электроприемников

Номинальная активная мощность группы ЭП Рн (кВт): 120.000

Коэффициент использования группы ЭП Ки: 0.368

Коэффициент максимума группы ЭП Км: 1.522

Расчетный коэффициент мощности группы ЭП cos fр: 0.735

Данные мощного двигателя с наибольшим пусковым током:

Номинальная активная мощность двигателя Рн (кВт): 15.000

Кратность пускового тока Iп/Iн: 7.00

Коэффициент мощности cos fн: 0.910

Коэффициент полезного действия ( o.e.): 0.880

Длительность пуска t п ( с ): 1.50

Расчет

Номинальный ток двигателя Iн = 28.459 A

Пусковой ток двигателя Iп = 199.215 A

Коэффициент спроса группы Кс = 0.560

Расчетная активная мощность группы Рр = 67.212 кВт

Расчетный ток группы Iр = 138.935 A

Пиковый ток группы Iпик = 322.210 A

АВТОМАТЫ С КОМБИНИРОВАННЫМ РАСЦЕПИТЕЛЕМ СЕРИИ ВА51 И ВА52 -

Данные выбранных автоматов при U сети = 380 В:

Тип автомата ВА51-33 ВА52-33 *)

Номинальный ток автомата I ном (А) 160 160

Номинальный ток расцепителя I ном.р (А) 160.0 160.0

Ток отсечки I отс / I ном.р (о.е.)10 10

Предельная коммутац. способн. I откл (кА) 12.5 35.0

При отсутствии выбранных можно использовать автоматы:

Тип автомата I ном I ном.р I отс / I ном.р I откл

АА о.е. кА

ВА51-35 250 160.012 15.0

ВА52-35 250 160.012 30.0

*) ВА52 следует применять вместо ВА51, если требуется

повышенная коммутационная способность.

ПРОВЕРКА АВТОМАТА НА КОММУТАЦИОННУЮ СПОСОБНОСТЬ:

Наибольший ток к.з. за автоматом I к должен быть меньше I откл предельной коммутационной способности автомата

12.5 кА - для ВА51-33

35.0 кА - для ВА52-33

CОГЛАСОВАНИЕ РАСЦЕПИТЕЛЯ С ЗАЩИЩАЕМЫМ ПРОВОДНИКОМ:

Допустимый ток защищаемого проводника Iдоп (А): 165.00

(Кабель в воздухе, алюмин. жилы, бумажная изол., 95.0 мм2)

I ном.р < I доп

Расцепитель автомата согласуется с защищаемым проводником.

7 Компенсация реактивной мощности в электрической сети напряжением до 1кВ

7.1 Расчетная схема

Расчет компенсации реактивной мощности производится для схемы, показанной на рисунке 7.1.

G (C)

Т1

Q_C Q_СД

РУ 10 кВ

MG (СД)

Т2

РУ 0,4 кВ

Q_БК

Р_Р + Q _Р

СВ (БK)

Рисунок 7.1 - Расчётная схема

Источниками реактивной мощности являются энергосистема, высоковольтные синхронные двигатели (СД) и батареи конденсаторов (БК).

7.2 Исходные данные

Для данной программы исходными данными являются:

а) Расчетная активная нагрузка на один трансформатор

Р_р,Т = 1.1Р_c = =1,1384,9 = 423,39 кВт,

смотри раздел 4

б) Расчетная реактивная нагрузка на один трансформатор Q_р,Т = Q_c = 486,152 квар, смотри раздел 4

в) Номинальная мощность трансформатора S_ном,Т = 1000 кВА, коэффициент загрузки трансформатора k_ЗТ = 0,7, смотри раздел 9

г) Номинальное высшее напряжение трансформатора U_ном,ВН = 10 кВ, смотри раздел 9 c

д) Номинальное низшее напряжение трансформатора U_ном,НН = 0,4 кВ, смотри раздел 9 c.

е) Плата за 1 кВт максимальной нагрузки для АО «Чувашэнерго» б = 188,00 руб/ кВтмес.

ж) Плата за 1 кВтч потреблённой электроэнергии для АО «Чувашэнерго» в = 0.42 руб/ кВтч.

з) Удельная стоимость БК K_у = 350 руб/квар для АО «Чувашэнерго».

и) Данные высоковольтных двигателей-насосов взяты из раздела 3.

1) номинальное напряжение СД U_ном,СД = 10 кВ;

2) производительность насоса Q = 4300 м³/ч, с. 6;

3) напор H = 55 м, с. 6;

4) номинальная мощность СД Р_ном,СД = 630 кВт;

5) коэффициент загрузки по активной мощности К_З = 0,98;

к) Вариант 12Б, то берем режим работы односменный;

л) Тариф двухставочный, так как S_пр = 1440 кВА ? 750 кВА, раздел 4 с.19;

м) Номер группы энергосистемы 4 - Чувашэнерго, коэффициент отличия стоимости электроэнергии K = 0,9;

7.3 Вспомогательные расчёты нагрузок

Удельная стоимость потерь (С₀)

, (7.1)

где - число часов использования максимума потерь, = 920 ч/год, с.80 /6/;

Т_М - число часов использования максимума нагрузки, Т_М = 2000 ч/год , с.80 /6/.

т.руб/кВтгод.

Затраты первые БК (З1_БК)

З1_БК = ЕK_у + С₀ Р_у , (7.2)

где Е - коэффициент отчисления от капиталовложений для батарей статических конденсаторов, берём из с.79 /6/, Е = 0,203 1/год;

Р_у - удельные потери активной мощности в конденсаторах 0,38 кВ,

Р_у = 4,0 кВт/Мвар /8/.

З1_БК = 0,203350 + 1,4244 = 76,746 т.руб/Мваргод.

Затраты первые СД (З1_СД)

, (7.3)

где Д₁ - коэффициент апроксимации, Д₁ = 2,27 кВт, с. 46;

Q_ном,СД - номинальная реактивная мощность СД:

Q_ном,СД 0,51Р_ном,СД = 0,51630 = 321,300 квар; (7.4)

т.руб/Мваргод.

Затраты вторые СД (З2_СД)

, (7.5)

где Д₂ - коэффициент апроксимации, Д₂ = 3,11 кВт, с. 46;

N_СД - количество СД в группе, N_СД = 1, смотри рисунок 7.1.

т.руб/Мвар²год.

Располагаемая реактивная мощность СД (Q_м, квар)

Q_м = k_з,Q Q_ном,СД N_СД , (7.6)

где k_з,Q - наибольший коэффициент загрузки по реактивной мощности при К_З = 0,98 c. 11:

k_з,Q = 3,2 - 2,2К_З = 3,2 - 2,20,98 = 1,044; (7.7)

Q_м = 1,044321,31 = 335,437 квар.

Экономический коэффициент реактивной мощности (tg_э)

, (7.8)

где k - коэффициент отличия стоимости электроэнергии, для АО «Чувашэнерго» k = 0,9;

tg_б - базовый коэффициент реактивной мощности, tg_б = 0,5 /4/ для U_ВН,ГПП = 110 кВ.

.

Экономическая реактивная мощность энергосистемы (Q_э, квар)

Q_э = Р_р,Т tg_э = 423,390,56 = 237,098 квар. (7.9)

Допустимая через трансформатор реактивная мощность (Q_доп, квар)

, (7.10)

где K_з,Т - максимальный коэффициент загрузки трансформатора в нормальном режиме, K_з,Т = 0,7, /6/.

.

7.4 Распределение реактивной мощности между источниками

а) б)

в) г)

Рисунок 7.2 - Блок-схема распределения реактивной мощности

1 этап. На 1 этапе достигается минимум затрат на производство реактивной мощности, используя оптимизационный метод Лагранжа (согласно рисунку 7.2,а).

Примечание - индекс внизу обозначает этап расчета.

Определяем множитель Лагранжа (л)

л = З1_БК = 76,746 т.руб/Мваргод. (7.11)

Для СД определяем реактивную мощность (Q_СД1 , квар)

. (7.12)

Так как = 777,233 квар > = 335,437 квар, то принимаем

= 335,437 квар.

Определяем реактивную мощность, которую необходимо скомпенсировать с помощью БК (, квар)

квар (7.13)

Так как Q_БК1 > 0, то переходим на 3 этап.

3 этап. Находим распределение реактивной мощности с учетом энергосистемы. Расчетная реактивная мощность через трансформатор при учете высоковольтных СД (Q'_р,Т, квар)

квар. (7.14)

Так как = 237,098 квар > = 150,715 квар, то реактивная мощность от системы = 150,715 квар, = 0 квар. и переходим на 4 этап.

4 этап. Выполняется в том случае, если трансформатор не может пропустить необходимую мощность со стороны ВН на сторону НН, т.е. если выполняется условие

. (7.15)

В нашем случае:

квар;

квар.

Следовательно, трансформатор может пропустить необходимую мощность.

Таким образом получили следующие результаты.

Реактивная мощность источников:

Синхроные двигатели Q_СД = Q'_СД1 = 335,437 квар.;

Энергосистема Q_С = Q'_С = 150,715 квар.;

Конденсаторные батареи Q_КБ = = 0 квар.;

Итого: 486,152 квар.

Правильность ручного расчета подтверждается автоматизированным расчётом, произведенным по программе KRM пакета прикладных программ РRES1, приведенных на с. 46. По полученным данным составляется таблица, где приводятся изменения расчетных параметров в зависимости от изменения входных параметров.

Таблица 7.1 - Влияние различных условий на компенсацию реактивной мощности

Условия	QСД(i), квар	QC(i), квар	QБК(i),квар
1 Расчетные	335,1	151,0	0,0
2 Увеличение Рр,Т на 20 % , т.е. Рр,Т(2) = 508,068 кВт	335,1	146,4	4,7
3 Уменьшение kЗТ = 0,5, Sном,Т(3) = 1000 кВА	266,0	0,0	220,2
4 Увеличение UВН,ГПП = 220 кВ	335,1	151,0	0,0
5 Трехсменный режим работы TМ = 6000 ч/год, ?м = 4550 ч/год	274,1	212,1	0,0
6 Одноставочный тариф	335,1	151,0	0,0
7 Уменьшение Kу = 100 руб/квар	185,2	237,1	63,8
8 Номер группы энергосистемы - 9, k = 1,5, ????313,3 руб/мес, ????0,7 руб/кВтч	335,1	139,7	11,4
9 Увеличение Рном,СД = 800 кВт	426,0	60,2	0,0

По данным таблицы 7.1 проводим анализ изменений в пунктах 2 и 3, при этом в обозначениях будем использовать индексы (2) и (3).

Изменения в пункте 2 происходят за счет увеличения экономической реактивной мощности энергосистемы Q_э(2), т.е.

Q_{э (2)} = Р_{р,Т (2)}tg_э = 508,0680,56 = 284,518 квар.

Тогда допустимая через трансформатор реактивная мощность () будет равна

квар.

Отсюда распределение реактивной мощности изменится.

1 этап. Множитель Лагранжа равен

л = З1_БК = 76,746 т.руб/Мваргод.

Для СД определяем реактивную мощность (Q_СД1(2) , квар)

квар.

Так как = 777,233 квар > = 335,437 квар, то принимаем = 335,437 квар.

Определяем реактивную мощность, которую необходимо скомпенсировать с помощью БК (, квар)

квар.

Так как Q_БК1(2) > 0, то переходим на 3 этап.

3 этап. Находим распределение реактивной мощности с учетом энергосистемы. Расчетная реактивная мощность через трансформатор при учете высоковольтных СД (Q'_р,Т(2), квар)

квар.

Так как = 284,518 квар > = 150,715 квар, то реактивная мощность от системы = 150,715 квар, квар и переходим на 4 этап.

4 этап. Выполняется в том случае, если выполняется условие

.

В нашем случае:

квар;

квар.

Следовательно, трансформатор не может пропустить необходимую мощность. В этом случае реактивная мощность БК ( , квар)

 квар.

Так как Q'_СД1(2) = 335,437 квар < Q_доп(2) = 481,526 квар, то реактивная мощность от двигателя не меняется. В этом случае реактивная мощность от системы (Q''_C(2), квар)

Q''_с(2) = Q_доп(2) - Q'_СД1(2) = 481,526 - 335,437 = 146,089 квар.

Таким образом получили следующие результаты.

Реактивная мощность источников:

Синхроные двигатели Q_{СД (2)} = Q'_СД1(2) =335,437 квар.

Энергосистема Q_{с (2)} = Q''_с(2) = 146,089 квар.

Конденсаторные батареи Q_{БK (2)} = Q_{БK4 (2)} = 4,626 квар.

Итого: 486,152 квар.

При уменьшении коэффициента загрузки трансформатора (пункт 3, таблица 7.1) соответственно уменьшается допустимая через трансформатор реактивная мощность

квар.

Тогда распределение реактивной мощности изменится.

1 этап. Множитель Лагранжа равен

л = З1_БК = 76,746 т.руб/Мвар*год.

Для СД определяем реактивную мощность (Q_СД1(3) , квар)

квар.

Так как = 777,233 квар > = 335,437 квар, то принимаем

= 335,437 квар.

Определяем реактивную мощность, которую необходимо скомпенсировать с помощью БК (, квар)

квар.

Так как Q_БК1(3) > 0, то переходим на 3 этап.

3 этап. Находим распределение реактивной мощности с учетом энергосистемы. Расчетная реактивная мощность через трансформатор при учете высоковольтных СД (Q'_р,Т(3), квар)

квар.

Так как = = 237,098 квар > = 150,715 квар, то реактивная мощность от системы = 150,715 квар, квар и переходим на 4 этап.

4 этап. Выполняется в том случае, если выполняется условие

.

В нашем случае:

квар;

квар.

Следовательно, трансформатор не может пропустить необходимую мощность. В этом случае реактивная мощность БК ( , квар)

квар.

Так как Q'_СД1(3) = 335,437 квар > Q_доп(3) = 265,972 квар, то реактивная мощность от двигателя Q''_СД1(3) = Q_доп(3) = 265,972. В этом случае реактивная мощность от системы Q''_C(3) = 0 квар.

Таким образом получили следующие результаты.

Реактивная мощность источников:

Синхроные двигатели Q_СД(3) = Q''_СД1(3) = 265,972 квар.

Энергосистема Q_С(3) = Q''_C(3) = 0,0 квар.

Конденсаторные батареи Q_БК(3) = Q_{БК4 (3)} = 220,18 квар.

Итого: 486,152 квар.

КОМПЕНСАЦИЯ РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ

Исходные данные

Расчетная нагрузка 0.4 кВ: Рр = 423.4 кВт, Qр = 486.2 квар