5.3.2 Компенсация реактивной мощности в сетях общего назначения (выше 1 кВ)

Расчетная реактивная нагрузка в сетях 6— 10 кВ Qв слагается из рас­четной нагрузки приемников 6—10 кB, нескомпенсированной нагрузки сети до 1 кВ, питаемой через трансформаторы цехов, потерь реактивной мощности в сети 6— 10 кВ, особенно в трансформаторах и реакторах:

При выборе конденсаторов, сделав допущение о незна­чительной длине линий на предприятии, можно представить все предприятие как узел сети 6—10 кВ, в котором подключены реактивная нагрузка Q и, в общем случае, пять типов источников реактивной мощности: СД 6—10 кВ (Qс,д), СК (Qc,k), СГ ТЭЦ (Qтэц), энергосистема (Qэ₁) и батареи высокого напряжения (Qвк). Баланс реактивной мощности в узле 6—10 кВ предприятия в общем случае будет выражаться следующим соотношением:

Qв - Qс,д - Qc,k - Qтэц - Qвк - Qэ₁ = 0. (19)

Входная реактивная мощность Qэ₁ задается энергоси­стемой как экономически оптимальная реактивная мощ­ность, которая может быть передана предприятию в пери­од наибольшей нагрузки энергосистемы.

СК на промышленных предпри­ятиях применяются очень редко. Они имеют высокую сто­имость, значительные удельные потери активной мощности, сложные условия пуска. Они иногда применяются на крупных электропечных установках (дуговых и рудно-термических), на крупных подстанциях районного значения при больших требующихся мощностях КУ. Основное достоинство СК — возможность быстродействующего автоматического плавного с широкими пределами регулирования уровня напряжения.

На большинстве предприятий заводские ТЭЦ отсутст­вуют, а на крупных предприятиях, где они существуют, их основной задачей является выработка тепла, а не электро­энергии. Поэтому для подавляющего большинства предпри­ятий Qтэц =0 и задача компенсации реактивной мощно­сти сводится к определению оптимальных значений Qсд и Qбк в сетях 6—10 кВ.

Определение РМ, генерируемой СД.

Каждый установленный СД является источником реактивной мощности, минимальное значение которой по условию устойчивой ра­боты двигателя определяется формулой

Qcд = Рс.д.ном βсд tg φном, (20)

где Рсд.ном — номинальная активная мощность; βсд — ко­эффициент загрузки по активной мощности; tg φном — но­минальный коэффициент реактивной мощности.

СД имеют значительно большие от­носительные потери на 1 квар вырабатываемой РМ по сравнению с конденсаторами. В то же время, если двигатели уже установлены на предприятии, их следует использовать для компенсации РМ.

Определение мощностей БК в сетях напряжением выше 1 кВ.

Для каждой цеховой подстанции определяется нескомпенсированная реактивная нагрузка на стороне 6—10 кВ каждого трансформатора:

Qт.нг = Qmax т – Qнкф + ΔQт

где Qmax_T — наибольшая расчетная реактивная нагрузка трансформатора; Qнкф— фактически принятая мощность конденсаторов до 1 кВ; ΔQт — суммарные реактивные поте­ри в трансформаторе при его коэффициенте загрузки с учётом компенсации.

Для каждого РП или ТП определяется его некомпенсированная реактивная нагрузка Qp,n как сумма РМ-ей питающихся от него цеховых подстанции и других потребителей.

Суммарная расчетная РМ батарей 6—10 кВ для всего предприятия определяется из условия баланса РМ:

(21)

где Qp,п i— расчетная реактивная нагрузка на шинах 6 или 10 кВ i-го распределительного пункта; Qс,д,р—располагаемая мощность СД; n — количество РП или ТП на предприятии;

Qэ₁ — входная РМ, заданная энергосистемой на шинах 6—10 кВ.

Если окажется, что мощность Qвк <0, следует принять ее равной нулю и по согласованию с энергосистемой, выдавшей технические условия на присоединение потребителей, установить значение входной мощности.

К каждой секции распределительной подстанции рекомендуется подключать конденсаторы одинаковой мощности, но не менее 1000 кВАр. При меньшей мощности батареи ее целесообразно устанав­ливать на питающей цеховой подстанции, если она принад­лежит промышленному предприятию.