4.Компенсация реактивной мощности.
Реактивная мощность - часть полной мощности, затрачиваемая на электромагнитные процессы в нагрузке имеющей емкостную и индуктивную составляющие. Не выполняет полезной работы, вызывает дополнительный нагрев проводников и требует применения источника энергии повышенной мощности.
Компенсация реактивной мощности — целенаправленное воздействие на баланс реактивной мощности в узлеэлектроэнергетической системы с целью регулирования напряжения, а в распределительных сетях и с целью снижения потерь электроэнергии. Осуществляется с использованием компенсирующих устройств. Для поддержания требуемых уровней напряжения в узлах электрической сети потребление реактивной мощности должно обеспечиваться требуемой генерируемой мощностью с учетом необходимого резерва. Генерируемая реактивная мощность складывается из реактивной мощности, вырабатываемой генераторами электростанций и реактивной мощности компенсирующих устройств, размещенных в электрической сети и в электроустановках потребителей электрической энергии.
Коэффициент мощности является очень важным показателем работы энергосистемы. Повышение cos φ на 0,01 приводит к экономии 500 млн. кВт часов электроэнергии. Потребители электроэнергии, например АД, для нормальной работы нуждаются как в активной, так и в реактивной мощности, которую вырабатывают генераторы электростанций и передают ее системе электроснабжения. Реактивная мощность, потребляемая промышленными предприятиями, распределяется между отдельными видами электроприемников следующим образом: 65 – 70% - АД; 20 – 25% - трансформаторы; 10% - это воздушные электросети и другие электроприемники.
Т.к. cos φ получился ниже допустимых значений, то производим компенсацию реактивной мощности путем установки конденсационных батарей.
Данные для расчета:
К шинам РУ напряжением 10 кВ присоединены 2 трансформатора напряжением 10/0,4 кВ для питания цеховой нагрузки Рmax = 0,82 МВт; Qmax = 0,44 МВар; коэффициент загрузки трансформаторов считаем равным β = 0,75. Компенсация реактивной мощности может быть осуществлена установкой БК на шинах 10 кВ или 0,4 кВ для повышения cos φ до 0,99. Стоимость вводного З0 = 67000 тг; стоимость высоковольтного БК З11 = 160000 тг/МВар; стоимость низковольтного БК З10 = 300000 тг/МВар.
Определяем минимальную мощность трансформатора:
S0 = Рmax / n·β·cos φ = 0,82/2·0,75·0,99=0,55 МВА [1]
n = 2; β = 0,75; cos φ = 0,99
По полученному значению расчетной мощности в справочнике выбираем стандартное значение: Sнт = 630 кВ·А
I вариант.
Установка БК на шинах 10 кВ и 0,4 кВ при мощности трансформатора Sнт =630кВА.
Определяем реактивную мощность БК на шинах 10 кВ:
Q1
=
= √(2 * 0,75 *0,62)2
–0,822=
0,47
МВар [1]
Определяем дополнительную реактивную мощность БК на шинах 0,4 кВ для полной компенсации:
Q2= Qmax - Q1 =0,44-0,47=-0,026 кВар [1]
Т.к Q2‹ Q1 то принимаем Q2=0 и II- вариант с увеличением мощности трансформатора не рассматривается.
Расчетные затраты:
З1 = З0 + З11·Q1 + З10·Q2 =67000+160000·0,47=142200тг. тг/МВар [1]
III вариант.
Расчетные затраты:
З3 = З10· Q = 300000·0,44363 = 133098тг [1]
Т.к. затраты на третьем варианте получились меньше то принимаем установку батарей на БК на шинах 0,4кВт.
Определяем мощность, которую нужно компенсировать:
Qбк = Рmax· (tg φм - tg φэ) = 820,68 * 0,47 = 385,7кВар [1]
tgφм=>cosφрасч=52 [1]
Sin=
tgφэ=>cosφрасч=0,99 [1]
Sin=
Определяем мощность БК:
Qку
=
кВар
[1]
УКМ63-0,4-200-25УЗ
Определяем реактивную мощность после компенсации:
Qпк= Qмакс· n·Qку= 443,66-(2·200)=43,66
Определяем полную мощность после компенсации:
Sпк=
кВа
[1]
Определяем cos φ после компенсации:
cos φпк = Рmax / Sпк =820,68 / 821,84 = 0,99 [1]
Табл.4.1
-
Ррасч.
Qрасч.
S0расч.
cosφ
До комп.
820,68
443,66
961,04
0,85
После комп.
820,68
443,66
821,84
0,99