1.5 Компенсация реактивной мощности

Для искусственной компенсации реактивной мощности применяются специальные компенсирующие установки, которые являются источником реактивной энергии емкостного характера.

К техническим средствам, служащим для компенсации реактивной мощности относятся конденсаторные батареи и компенсирующие установки. Они выпускаются на напряжение 380В, 660В и выше.

Выбор типа, мощности, места установки и режима компенсирующих устройств должен обеспечивать наибольшую экономичность при соблюдении всех технических требований. В термическом цехе все основные потребители реактивной мощности присоединяются к сетям до 1000В. Чтобы осуществить компенсацию реактивной мощности этих потребителей необходимо рассчитать и выбрать компенсирующие устройства.

Находим мощность компенсирующей установки Qку, кВар, по формуле:

Qку = Рmax*(tg - tg )* (21) [Л1.3]

где Рmax - расчетная, максимальная мощность активной нагрузки цеха,

tg -тангенс угла, соответствующий коэффициенту мощности нагрузки цеха,

tg - тангенс угла, отвечающий установленным предприятию получения мощности, которая указывается в технических условиях на присоединение и является оптимальным коэффициентом мощности,

-коэффициент по использованию электроэнергии сменами.

Компенсирующую установку выбираем из условия:

Qкку  Qку, (22) [Л1.3]

Qку = 654,3*(0,85-0,33)*0,9 = 306 кВар

Компенсирующую установку выбираем из условия ближайшей стандартной мощности Qку = │Qкку│

Qкку = 320 кВар

Выбираем компенсирующую установку типа: УК-0,38-320н

Размещение конденсаторных установок в сетях 0,38 кВ должно удовлетворять условию наибольшего снижения потерь активной мощности от реактивных нагрузок.

При этом возможна компенсация:

• индивидуальная - с размещением конденсаторов непосредственно у токоприемника. В этом случае от реактивных токов разгружается вся сеть системы электроснабжения. Однако недостатком такого размещения является неполное использование большой установленной мощности конденсаторов, размещенных у токоприемников;

• групповая - с размещением конденсаторов у силовых шкафов и шинопроводов в цехах. В этом случае распределительная сеть до токоприемников не разгружается от реактивных токов, но значительно увеличивается время использования батареи конденсаторов по сравнению с индивидуальной компенсацией;

• централизированная - с подключением батареи на шины 0,38 кВ подстанции: от реактивных токов разгружаются трансформаторы подстанции, но не питающая и распределительная сеть низшего напряжения.

Для механического цеха выбираем групповой способ и компенсирующую установку устанавливаем у ШМА.

Окончательно, выбрав компенсирующую установку, данные заносим в таблицу № 5.

Таблица №5 – Выбор компенсирующей установки

Тип установки	Номинальная мощность Квар
УК-0,38-320н	320

1.6 Выбор числа и мощности трансформаторов и трансформаторной подстанции

Трансформаторная подстанция должна размещаться как можно ближе к центру потребителей, должна занимать минимум полезной площади цеха и не должна создавать помех производственному процессу. Однотрансформаторные цеховые подстанции применяются при питании нагрузок, допускающих перерыв электроснабжения на время доставки «складского» резерва, или при резервировании, осуществляемом по перемычкам на вторичном напряжении. Двухтрансформаторные цеховые подстанции применяются при преобладании потребителей 1-й и 2-й категорий, а также при наличии неравномерного суточного или годового графика нагрузки. Необходимо применять однотипные трансформаторы одинаковой мощности для упрощения замены в случае выхода из строя одного из трансформаторов.

Число и мощность трансформаторов выбирают по:

• графику нагрузки потребителя и подсчитанным величинам средней и максимальной мощности;

• категории потребителей с учетом наличия у потребителей нагрузок, требующих надежного резервирования;

• экономически целесообразному режиму, под которым понимается режим, обеспечивающий минимум потерь мощности и электроэнергии в трансформаторе при работе по заданному графику нагрузки.

Учитывая, что в данном проекте график нагрузки потребителей неизвестен, мощность трансформаторов выбираем на основании расчетной максимальной нагрузки с учетом коэффициента максимума потребителей.

Полную расчетную нагрузку, Smax, кВА, находим по формуле:

Smax = Р²мax + (Qмax - Qку)², (23) [Л1.1]

Количество трансформаторов выбираем по формуле:

n = Smax/ Кз* Sтр

Коэффициент загрузки трансформаторов в нормальном режиме Кз находим по формуле:

Кз = Smax/ n*Sтр (24) [Л1.1]

В аварийном режиме загрузка одного трансформатора составляет:

Кз.ав = Smax/Sн.тр *100% (25) [Л1.1]

Подставляя данные в формулы, находим расчетные коэффициенты:

Smax = 654,3² + (557,05-306)² = 700,8 кВа

С учетом полученной потребляемой мощности выбираем трансформатор с номинальной мощьностью: 630кВт

n = 700,8/0,65*630 = 1,71

Кз = 700,8/(630*2) = 0,55

Кз.ав = 700,8/630*100% = 111%

Окончательно, выбрав трансформаторы, данные заносим в таблицу № 6 и выбираем трансформаторную подстанцию.

Трансформаторы выбраны с учетом перспективы дальнейшего роста.

Таблица №6 – Выбор трансформаторов

		Ном. напряжение		Напр. К.З.	Iк.з.	Потери
Тип тр-ра	Sном	ВН	НН			Р к.з кВт	Qк.з. кВар
ТСЗ-630	630	6	0,4	5,5	3,0	2,0	7,3

Марка трансформаторной подстанции 2КПТ 630У1