Выбор мощности компенсирующих устройств

Размещено на http://www.allbest.ru/

Выбор мощности компенсирующих устройств

При выборе мощности компенсирующих устройств надо стремиться к правильному распределению источников реактивной мощности и к наиболее экономичной загрузке сетей.

Различают.

а) мгновенный коэффициент мощности, подсчитываемый по формуле.

исходя из одновременных показаний ваттметра (Р), вольтметра (U} и амперметра (I) для данного момента времени или из показаний фазометра,

б) средний коэффициент мощности, представляющий собой среднее арифметическое значение мгновенных коэффициентов мощности за равные промежутки времени, определяемый по формуле:

где п -- число промежутков времени;

в) средневзвешенный коэффициент мощности, определяемый по показаниям счетчиков активной Wa и реактивной Wr энергии за определенный промежуток времени (сутки, месяц, год) с помощью формулы:

Значениями мгновенного коэффициента мощности пользуются при нахождении мощности компенсирующих устройств для определенных режимов (например, максимальной или минимальной нагрузки предприятия). Средние и средневзвешенные значения коэффициентов мощности служат для определения показателей работы предприятий для расчетов за электроэнергию, использованную за определенный период времени (обычно за месяц).

Рис. 11-3. Векторная диаграмма компенсации мощности.

Определим, какова должна быть мощность компенсирующего устройства электроустановки потребителя электрической энергии (т. е. одного или группы приемников электрической энергии предприятия), имеющего нагрузку, равную

Р + jQ,

чтобы естественный коэффициент мощности cosj 1.был повышен, например, в часы максимальных нагрузок до значения, равного cosj .На рис. 11-3 изображена векторная диаграмма компенсации мощности. До компенсации мощность изображается треугольником ОАВ, где вектор 0В = Р обозначает заданную активную мощность потребителя, а вектор АВ = Q соответствует реактивной мощности потребителя. Задача состоит в том, чтобы найти такую мощность компенсирующего устройства Qк == АА', чтобы после его включения фазовый сдвиг уменьшился с величины j 1 до заданной величины j 2.

Потерями активной мощности в компенсирующем устройстве пренебрегаем. Из диаграммы рис. 11-3 получаем:

Исключая из этих выражений величину Q/P, получаем:

Отсюда

Такова формула мощности компенсирующего устройства для любого значения Р и j 1, необходимой для доведения мгновенного коэффициента мощности до нормированной величины. Так, ПУЭ 1965 г. в качестве нормированной величины рекомендовало средневзвешенное значение не ниже 0,52--0,95.

С 1974 г. основными исходными данными для определения мощности компенсирующих устройств QК в распределительных сетях устанавливаются предельные величины реактивной мощности системы Qc, которые по техническим условиям могут быть переданы потребителю от энергосистемы в режиме наибольших активных нагрузок.

При реактивной нагрузке потребителя QМ в часы максимума мощность компенсирующего устройства определяется:

Определение мощности компенсирующих устройств решается комплексно вместе с проектированием всех элементов питающих и распределительных сетей (6--10 кВ и до 1000 В). Энергосистема должна выдать организации, проектирующей присоединяемую к сети системы электроустановку, значения величин реактивной мощности, которая может быть передана из системы в режимах наибольшей и наименьшей активных нагрузок системы, а также в послеаварийных режимах. Выбор средств компенсации должен производиться для режима наибольшего потребления реактивной мощности в сети проектируемой электроустановки.

Выбор типа, мощности, места установки и режима работы компенсирующих устройств должен обеспечивать наибольшую экономичность при соблюдении:

а) допустимых режимов напряжения в питающей и распределительных сетях;

б) допустимых токовых нагрузок во всех элементах сети;

в) режимов работы источников реактивной мощности в допустимых пределах;

г) необходимого резерва реактивной мощности.

Критерием экономичности является минимум приведенных затрат, при определении которых следует учитывать:

а) затраты на установку компенсирующих устройств и дополнительного оборудования к ним;

б) снижение стоимости оборудования трансформаторных подстанций и сооружения распределительной и питающей сети, а также потерь электроэнергии в них и

в) снижение установленной мощности электростанций, обусловленное уменьшением потерь активной мощности.

Ниже рассматривается наиболее часто практически встречающийся случай выбора средств компенсации промышленного предприятия, электроснабжение которого производится от распределительной сети 6--10 кВ через цеховые подстанции с трансформаторами, преобразующими электроэнергию с указанного выше напряжения на напряжение до 1000 В. Должен быть решен вопрос о наивыгоднейшем месте расположения компенсирующих устройств (6--10 кВ или до 1000 В), определение их мощности и числа и мощности трансформаторов цеховых подстанций.

Исходными данными для расчета являются:

Р + jQ -- расчетная нагрузка предприятия на стороне до 1000 В;

QМ -- реактивная нагрузка предприятия на обоих напряжениях в максимальном режиме;

ОК -- предписанная энергосистемой реактивная мощность, подлежащая компенсации;

минимальное число трансформаторов цеховых подстанций при полной компенсации

энергосистема мощность компенсирующий

где Р -- активная мощность на стороне до 1000 В; b ТР -- коэффициент загрузки трансформаторов; SТР -- номинальная мощность одного трансформатора.

Для сопоставления приведенных затрат для вариантов установки компенсирующих устройств на высшем или низшем напряжении определяются удельные их значения в тыс. руб., отнесенные на 1Мвар, по формулам:

где рН = ЕН + a a + a p -- годовые отчисления от стоимости конденсаторов, равные 1/100(12+6,3+4)==0,223; Р -- стоимость электроэнергии; КК.В и ККН -- стоимость конденсаторов, тыс. руб./Мвар, устанавливаемых соответственно на высшем и низшем напряжении; D РКВ и D РКН -- потери в конденсаторах на высшем и низшем напряжениях, кВт/Мвар.

Приведенные затраты для каждого рассматриваемого варианта определяются по формуле:

где QКН и QКВ -- выбранные мощности конденсаторных батарей на низшем и высшем напряжении; КТР -- стоимость дополнительно устанавливаемых трансформаторов и Кл -- стоимость линейной части, отнесенной к батарее конденсаторов, присоединяемой на высшем напряжении.

Приведенные затраты при передаче этой мощности через трансформаторы, число которых увеличивается на D N , могут быть определены по формуле:

где D РД -- потери в синхронных двигателях,

Эти затраты должны сравниваться с затратами, получаемыми при установке конденсаторов на НН при сокращении числа трансформаторов на D N :

Следует отметить, что передача реактивной мощности синхронных двигателей 6--10 кВ в сеть НН оказывается невыгодной, если при установке конденсаторной батареи на НН представляется возможным сократить число трансформаторов, а реактивную мощность синхронных двигателей в значительной части использовать для компенсации в сети высшего напряжения.

Для наиболее эффективного использования компенсирующих устройств некоторая их часть должна оборудоваться устройствами для регулирования мощности (в первую очередь -- использоваться синхронные двигатели). Суммарная мощность нерегулируемых батарей не должна превышать наименьшую реактивную нагрузку сети.

При выборе места установки компенсирующих устройств следует иметь в виду, что наибольший экономический эффект достигается при их установке в непосредственной близости от потребляющих реактивную мощность приемников. Передача реактивной мощности из сети 6--35 кВ в сеть до 1000 В, как правило, оказывается экономически невыгодной, особенно, если это приводит к увеличению числа понижающих трансформаторов. Для электроустановок небольшой мощности, присоединяемых к действующим сетям 6--10 кВ, как правило, целесообразно иметь полную компенсацию на стороне до 1000 В.

Размещено на Allbest.ru