7.4.3 Выбор варианта компенсации реактивной мощности

Приведенные затраты на вариант В меньше, чем на вариант А, значит компенсация с использованием НКБ и ВКБ выгоднее компенсации при помощи НКБ. Осуществляется компенсация реактивной мощности с использованием НКБ и ВКБ.

Следует проверить выполнение балансового уравнения

, (7.18)

,

,

условие выполняется.

Проверка , о.е.

, (7.19)

,

соответствует заданному на начальной стадии проектирования.

8 Анализ уровней напряжения в системе электроснабжения

Целью анализа уровней напряжения являются:

1) Определение необходимости применения средств регулирования напряжения;

2) Выбор средств регулирования напряжения, мест их установки и требуемого диапозона регулирования;

3) Определение номеров ответвлений трансформаторов с ПБВ.

Анализ режима напряжений ведется одновременно для всей распределительной сети, все нагрузки и напряжения предполагаются симметричными и линейными, рассматриваются два режима: режим минимальных нагрузок и режим максимальных нагрузок.

Уровни напряжения на зажимах приемников 0,4 кВ соответствуют требованиям ГОСТ 13109-97, если отклонение напряжения от номинального на шинах 0,4 кВ цеховых подстанций находится в пределах:

+ 4% + 6% - в режиме максимальных нагрузок;

+ 1% + 5% - в режиме минимальных нагрузок.

Нахождение потерь напряжения в трансформаторах подстанции на примере КТП1:

Сопротивления трансформатора, определяются по формулам, Ом:

, (8.1)

, (8.2)

,

.

Активная мощность, протекающая по обмоткам трансформатора ,(см. таблицу 7.2) кВт:

, (8.3)

где Р_p и ΔР_к – расчетная активная мощность нагрузки и потери реактивной мощности в трансформаторе, кВт (по таблице 7.2).

для режима минимальных нагрузок

;

для режима максимальных нагрузок

.

Реактивная мощность, протекающая по обмоткам трансформатора, квар:

, (8.4)

где Q_p и ΔQ_к – расчетная реактивная мощность нагрузки с учетом включенных на шинах 0,4 кВ КТП конденсаторных установок в максимальном режиме и потери реактивной мощности в трансформаторе, квар (по таблице 7.2).

для режима минимальных нагрузок

.

для режима максимальных нагрузок:

.

Потери напряжения, %:

%. (8.5)

где N – количество работающих трансформаторов ( ночью предполагается работа только одного трансформатора);

;

.

Расчет потерь напряжения для остальных КТП выполнен аналогично, результаты сведены в таблицу 8.1.

Таблица 8.1 – Потери напряжения в цеховых КТП

№ КТП	Роб.max кВт	Qоб.max квар	Роб.min кВт	Qоб.min квар	r, Ом	x, Ом	ΔUmax %	ΔUmin %
1	417,577	142,993	82,846	110,215	5,920	18,000	2,523	2,474
2	810,050	444,436	161,096	308,095	1,915	8,730	2,716	2,998
3	810,050	444,436	161,096	308,095	1,915	8,730	2,716	2,998
4	810,050	444,436	161,096	308,095	1,915	8,730	2,716	2,998
5	346,495	106,052	173,248	163,026	5,920	18,000	1,980	3,960
6	479,226	75,382	94,860	194,227	5,920	18,000	2,097	4,058
7	479,226	75,382	94,860	194,227	5,920	18,000	2,097	4,058
8	341,169	207,237	67,227	98,449	3,438	11,250	1,752	1,339
9	781,899	471,101	155,638	164,099	1,915	8,730	2,805	1,731
10	363,027	46,485	181,513	233,242	5,920	18,000	1,493	4,746
11	536,631	334,887	105,854	166,752	1,915	8,730	1,976	1,658

Расчет потерь напряжения в кабельных линиях приведен на примере линии ГПП-КТП2.

Активная мощность, протекающая по кабельной линии, кВт:

, (8.6)

где ∑Р_рi – суммарная активная нагрузка, присоединенная к КТП, кВт;

∑ΔР – суммарные потери активной мощности в трансформаторах КТП, кВт;

;

.

Реактивная мощность, протекающая по кабельной линии, квар:

, (8.7)

где ∑Q_рi – суммарная реактивная нагрузка, присоединенная к КТП, с учетом установленных конденсаторных батарей, кВт;

∑ΔQ – суммарные потери реактивной мощности в трансформаторах КТП, кВт.

;

.

Потери напряжения, %

. (8.8)

.

.

Расчет остальных линий аналогичен и представлен в таблице 8.2.

Таблица 8.2 – Потери напряжения в кабельных линиях

Линия		L	r0	x0	R	X	Pmax	Qmax	Pmin	Qmin	ΔUmax	ΔUmin
		м	Ом/км	Ом/км	Ом	Ом	кВт	квар	кВт	квар	%	%
1	357	2	1,940	0,113	1,385	0,081	419,677	154,493	83,896	115,965	0,269	0,114
2	365	2	0,890	0,095	0,650	0,069	1232,567	624,128	246,412	436,660	0,383	0,173
3	382	2	0,326	0,083	0,249	0,063	3212,890	2269,636	162,516	320,695	0,428	0,055
4	137	2	1,240	0,099	0,340	0,027	812,890	1089,636	162,516	320,695	0,139	0,058
5	424	2	0,890	0,095	0,755	0,081	1724,595	117,552	174,298	168,776	0,595	0,132
6	115	2	1,940	0,113	0,446	0,026	481,326	686,882	95,910	199,977	0,105	0,044
7	202	2	1,940	0,113	0,784	0,046	823,415	302,519	164,057	306,825	0,299	0,129
8	196	1	1,940	0,113	0,380	0,022	342,089	215,637	68,147	106,849	0,122	0,026
9	544	2	0,258	0,081	0,281	0,088	1687,916	1681,772	446,896	595,043	0,282	0,161
10	123	2	1,240	0,099	0,305	0,024	903,177	405,471	289,838	418,344	0,129	0,089
11	138	1	1,240	0,099	0,171	0,014	538,051	607,487	107,274	179,352	0,091	0,019
12	214	2	0,326	0,060	0,140	0,026	112,125	153,515	22,425	46,055	6,121	2,695
13	233	2	0,258	0,060	0,120	0,028	147,247	84,597	29,449	25,379	6,271	2,656
14	113	1	0,167	0,059	0,019	0,007	98,614	134,542	19,723	40,363	1,724	0,401
15	90	1	0,326	0,060	0,029	0,005	64,686	76,451	12,937	22,935	1,444	0,315
16	51	1	1,240	0,066	0,063	0,003	13,293	17,476	2,659	5,243	0,562	0,116
17	152	1	0,443	0,061	0,067	0,009	63,264	44,777	12,653	13,433	2,922	0,610
18	54	1	0,326	0,060	0,018	0,003	58,668	94,456	11,734	28,337	0,837	0,186
19	40	1	0,206	0,059	0,008	0,002	80,802	115,745	16,160	34,723	0,587	0,134
20	64	1	0,258	0,060	0,017	0,004	66,090	95,186	13,218	28,556	0,910	0,205
21	30	1	0,258	0,060	0,008	0,002	66,090	95,186	13,218	28,556	0,427	0,096
22	87	1	0,258	0,060	0,022	0,005	80,316	107,987	16,063	32,396	1,479	0,331
23	166	1	1,940	0,068	0,322	0,011	13,008	9,998	2,602	2,999	2,689	0,545
24	121	1	0,206	0,059	0,025	0,007	109,202	100,397	21,840	30,119	2,149	0,475
25	24	1	0,890	0,064	0,021	0,002	23,485	25,427	4,697	7,628	0,338	0,070

Далее необходимо найти потери напряжения в трансформаторах ГПП.

Активная суммарная мощность нагрузки ГПП, кВт:

. (8.9)

;

.

Реактивная нагрузка, квар:

. (8.10)

;

.

Сопротивления трансформатора, [13, таблица П.5] . Для ТМН-10000/35:

R=0,88 Ом;

X=10,1 Ом;

U_к=7,5%, ΔР_к=65 кВт, ΔР_х=14,5 кВт, I_х=0,8 %.

Потери в максимальном режиме:

кВт;

кВт.

квар;

квар.

Потери в минимальном режиме:

кВт;

кВт.

квар;

квар.

Потери напряжения в трансформаторах ГПП в максимальном режиме, %:

.

Потери напряжения в трансформаторах ГПП в минимальном режиме, %:

.

Расчет потерь напряжения в линии 35 кВ ( две параллельные линии длиной 11,025 км, выполненные проводом АС-95 , для которого r_о=0,330 Ом/км, х_о=0,407;)

Зарядную мощность линии 35 кВ можно не учитывать [13].

Сопротивления воздушной линии, Ом:

;

.

Потери мощности в ВЛ, кВА:

(8.11)

где ΣР_ВЛ и ΣQ_ВЛ – суммарные активная и реактивная мощности, протекаемые по линии, с учетом потерь в трансформаторах ГПП, кВт и квар соответственно.

Потери напряжения в ВЛ-35, кВ, %:

.

Выбор положения РПН трансформаторов ГПП, ПБВ удаленной подстанции КТП11 и ближайшей подстанции КТП4 сведен в таблицу 8.3 и таблицу 8.4. На трансформаторах ГПП имеется РПН , цеховые ТП оборудованы ПБВ .

Таблица 8.3 – Выбор положения РПН трансформаторов ГПП, ПБВ КТП11

Наименование элемента	Потери напряжения, %
	Без регулирования		С регулированием
	max	min	max	min
Шины 35 кВ	0	+5	0	0
ЛЭП 35 кВ	-1,915	-0,523	-1,915	-0,523
Трансформатор ГПП
а) конструктивная надбавка	+5	+5	+5	+5
б) потеря напряжения	-1,164	-0,212	-1,164	-0,212
в) надбавка Е (РПН)	0	0	0	-
Шины ГПП 10 кВ	+1,921	+9,265	+1,921	+2,765
КЛ ГПП-КТП11	-0,502	-0,269	-0,502	-0,269
Трансформатор КТП11
а) конструктивная надбавка	+5	+5	+5	+5
б) потеря напряжения	-1,493	-4,746	-1,493	-4,746
в) надбавка Е (ПБВ)	0	0	-	-
Итого на шинах 0,4 кВ КТП11	+4,926	+9,250	+3,426	+1,250

Таблица 8.4 – Выбор положения РПН трансформаторов ГПП, ПБВ КТП4

Наименование элемента	Потери напряжения, %
	Без регулирования		С регулированием
	max	min	max	min
Шины 35 кВ	0	+5	0	0
ЛЭП 35 кВ	-1,915	-0,523	-1,915	-0,523
Трансформатор ГПП а) конструктивная надбавка б) потеря напряжения в) надбавка Е (РПН)
	+5	+5	+5	+5
	-1,164	-0,212	-1,164	-0,212
	0	0	0	-
Шины ГПП 10 кВ	+1,921	+9,265	+1,921	+2,765
КЛ ГПП-КТП6	-0,139	-0,058	-0,139	-0,058
Трансформатор КТП4 а) конструктивная надбавка б) потеря напряжения в) надбавка Е (ПБВ)
	+5	+5	+5	+5
	-2,716	-2,998	-2,716	-2,998
	0	0	0	0
Итого на шинах 0,4 кВ КТП4	+4,066	+11,209	+4,066	+4,709

Расчетные уровни напряжений на шинах 0,4 кВ цеховых подстанций, как следует из таблиц 8.3 и 8.4, соответствуют требуемым значениям, после применения средств регулирования РПН и ПБВ.