Выбор компенсирующих устройств и мест их размещения.
Определив расчетную нагрузку на шинах 6 – 10 кВ, необходимо решить вопрос о потоках реактивной мощности.
Мощность, которую может потреблять предприятие от энергосистемы, можно определить через нормативное значение коэффициента реактивной мощности tg э :
где tg б – базовый коэффициент реактивной мощности, принимаемый равным 0,4; 0,5; 0,6 для сетей 6 – 10 кВ, присоединенных к шинам подстанции с напряжением питания соответственно 35,110,220 кВ; для шин генераторного напряжения tg б = 0,6; К - коэффициент, учитывающий регион (для Омска =0,8).
Если значение tg tg э при расчете получится более 0,7, его принимают равным 0,7.
Тогда экономическая величина реактивной мощности Qэ в часы максимальных нагрузок системы определяется как
Qэ = tg э Рр ,
где Рр - расчетная активная нагрузка предприятия на шинах 6-10 кВ.
1. Если Qэ Qр, то применять дополнительные меры по компенсации реактивной мощности не обязательно.
2. Если Qэ > Qр, то мощность компенсирующих устройств Qку определим как Qку = Qр – Qэ.
3. Если Qр < 0, то это говорит о том, что потребитель генерирует реактивную мощность. Величина генерации не должна превышать 10 % от Рр .
Если требуется компенсация реактивной мощности и определена ее величина, то необходимо определить распределение между шинами 6-10 кВ и шинами 0,4 кВ.
Для нахождения величины компенсирующих устройств, подключенных к шинам 6-10 кВ, определяем
где tg - коэффицент расчетной реактивной мощности, подключенной к шинам 6-10 кВ нагрузки с напряжением >1000 В; QpB и PpB -суммарная реактивная и активная расчетные мощности нагрузки с напряжением 6-10 кВ, подключенной к шинам.
Если tg в tg э размещать компенсирующие устройства на шинах б-10 кВ не рекомендуется.
Если tg в > tg э, то мощность компенсирующих устройств, подключаемых к шинам 6-10 кВ:
Qку.в = (tg в – tg э) Рр
Оставшуюся часть компенсирующих устройств размещаем на стороне низшего напряжения цеховых подстанций:
Qку.н = Qку – Qку.в
Распределение компенсирующих устройств производим пропорционально расчетным реактивным нагрузкам цехов.
Qку.нi = (Qку.н Qрнi)/ Qрн
где Qку.нi - мощность компенсирующих устройств i-ro цеха на низком напряжении;
Примечание: 1) устанавливать компенсирующие устройства мощностью менее 150 кВт обычно экономически невыгодно;
2) на шинах низшего напряжения цеховой подстанции может быть установлена компенсирующая установка большей мощности, чем по расчету с целью снижения перетоков реактивной мощности и доведению коэффициента реактивной мощности по конкретной цеховой подстанции до необходимого уровня (0,3 tg э).
После определения мощности и места установки компенсирующих устройств необходимо скорректировать расчетные мощности цехов и предприятия в целом с учетом компенсации потребления реактивной мощности.
Режимы работы нейтрали и условия, влияющие на их выбор.
В зависимости от состояния нейтрали трансформатора или генератора, электрические сети различных классов напряжения можно разделить на две группы: сети с заземленной и изолированной нейтралью (рис. 4.1).
Р
ис.
4.1 Режим
глухозаземленной нейтрали первичной
обмотки и изолированной нейтрали
вторичной обмотки
В свою очередь сети с заземленной нейтралью делятся на сети с глухозаземленной, эффективно заземленной и компенсированной нейтралью.
Изолированная нейтраль - нейтраль трансформатора или генератора, не присоединенная к заземляющему устройству или присоединенная через большое сопротивление приборов сигнализации, измерения, защиты и других аналогичных им устройств.
Достоинствами изолированной нетрали являются:
отсутствие необходимости в немедленном отключении первого однофазного замыкания на землю;
малый ток в месте повреждения (при малой емкости сети на землю).
Недостатками этого режима заземления нейтрали являются:
возможность возникновения дуговых перенапряжений при перемежающемся характере дуги с малым током (единицы–десятки ампер) в месте однофазного замыкания на землю;
возможность возникновения многоместных повреждений (выход из строя нескольких электродвигателей, кабелей) из-за пробоев изоляции на других присоединениях, связанных с дуговыми перенапряжениями;
возможность длительного воздействия на изоляцию дуговых перенапряжений, что ведет к накоплению в ней дефектов и снижению срока службы;
необходимость выполнения изоляции электрооборудования относительно земли на линейное напряжение;
сложность обнаружения места повреждения;
опасность электропоражения персонала и посторонних лиц при длительном существовании замыкания на землю в сети;
сложность обеспечения правильной работы релейных защит от однофазных замыканий, так как реальный ток замыкания на землю зависит от режима работы сети (числа включенных присоединений).
Глухозаземленная нейтраль - нейтраль трансформатора или генератора, присоединенная непосредственно к заземляющему устройству. Данный режим работы применяется в сетях до 1 кВ и выше 220 кВ.
Электрическая сеть с эффективно заземленной нейтралью - трехфазная электрическая сеть напряжением выше 1 кВ, в которой коэффициент замыкания на землю не превышает 1,4.Применяется в сетях 110 кВ.
Коэффициент замыкания на землю в трехфазной электрической сети - отношение разности потенциалов между неповрежденной фазой и землей в точке замыкания на землю другой или двух других фаз к разности потенциалов между фазой и землей в этой точке до замыкания.
Компенсированная нейтраль применяется на напряжение 6,10,20 и 35 кВ с целью уменьшения тока замыкания на землю.
Компенсация тока однофазного замыкания на землю (использование дугогасящих реакторов) должна предусматриваться при емкостных токах:
более 30 А при напряжении 3-6 кВ;
более 20 А при напряжении 10 кВ;
более 15 А при напряжении 15-20 кВ;
более 10 А в сетях напряжением 3-20 кВ, имеющих железобетонные и металлические опоры на воздушных линиях электропередачи, и во всех сетях напряжением 35 кВ;
более 5 А в схемах генераторного напряжения 6-20 кВ блоков «генератор–трансформатор».
Ток однофазного замыкания на землю можно определить по формуле
,
где
,
- протяженность кабельных и воздушных
линий электропередачи, км,
-
номинальное напряжение сети, кВ.