2.3.2. Баланс реактивных мощностей
Для нормальной работы электроприемников
нужна и активная, и реактивная энергия,
причем в любой момент времени суммарная
генерируемая реактивная мощность в
системе должна быть точно равна
потребляемой реактивной мощности.
Источниками реактивной мощности в
системе являются не только генераторы
электростанций, но также воздушные и
кабельные ЛЭП, батареи конденсаторов,
синхронные компенсаторы, синхронные
двигатели, статические компенсирующие
установки и др. Таким образом, баланс
реактивных мощностей в системе
записывается в виде:
(32)
где
Qpаб — суммарная реактивная мощность,
генерируемая всеми источниками системы
(рабочая мощность), Мвар; Qr, Ол, Qk, Qkу —
реактивные мощности, генерируемые
соответственно генераторами электростанций,
линиями электропередач (зарядная
мощность), конденсаторными батареями,
компенсирующими установками (синхронные
компенсаторы, синхронные двигатели,
статические компенсирующие установки
и т. п.), Мвар;
—
соответственно суммарная реактивная
мощность нагрузок системы, потерь
реактивной мощности в системе и расход
реактивной мощности на собственные
нужды системы, Мвар; Q,10tp — суммарная
потребляемая реактивная мощность,
Мвар.
Уравнения баланса (28) и (32)
включают в себя активную и реактивную
мощности, вырабатываемые генераторами
электростанций, которые связаны
зависимостью
(33)
поэтому
генерация реактивной мощности
электростанциями зависит от числа и
мощности работающих генераторов,
обеспечивающих покрытие активной
нагрузки системы.
При дефиците
реактивной мощности в системе нарушается
баланс (32). Чтобы «свести» баланс
реактивных мощностей в системе
устанавливают дополнительные источники
реактивной мощности. Современные
источники реактивной мощности выпускаются
на напряжение до 110 кВ и с номинальной
мощностью до 450 Мвар (СК — до 320 Мвар, 20
кВ; ТКУ — до 450 Мвар, 110 кВ; БК — до 93 Мвар,
110 кВ).
Нарушение баланса реактивной
мощности приводит к отклонениям
напряжения, при этом в разных узлах
системы отклонения могут быть различными,
в отличие от отклонений частоты, которые
происходят одновременно во всей системе.
Регулирование напряжения осуществляют
регулированием реактивной мощности,
причем это регулирование в разных точках
системы может выполняться независимо.
При снижении напряжения уменьшается потребление активной и более резко — реактивной мощностей, причем при снижении напряжения до 0,8UH и ниже потребление реактивной мощности начинает возрастать, возрастают потери напряжения в сети, и возникает процесс лавинного снижения напряжения.
Суточные графики нагрузок
Электрические нагрузки
Электроприемник (приемник эл.энергии) – устройство, аппарат, машина, потребляющие электроэнергию для своего функционирования.
Потребитель эл.энергии – физическое или юридическое лицо, покупающее электроэнергию.
Суточные график нагрузки – график изменения потребляемой мощности в течение суток. Различают характерные суточные графики: летний, зимний, график рабочего или выходного дня.
Суточные графики большинства потребителей похожи и отличаются только количественно.
Фактический график нагрузки может быть получен с помощью регистрирующих приборов, которые фиксируют изменения соответствующего параметра во времени. Перспективный график нагрузки потребителей определяется в процессе проектирования. Для его построения надо располагать прежде всего сведениями об установленной мощности электроприемников, под которой понимают их суммарную номинальную мощность. Для активной нагрузки
Руст = ΣРном, Вт
Годовой график продолжительности нагрузок
Этот график показывает длительность работы установки в течение года с различными нагрузками. По оси ординат откладывают нагрузки в соответствующем масштабе, по оси абсцисс — часы года от 0 до 8760.Нагрузки на графике располагают в порядке их убывания от Рmax до Рmiп(рис. 7.).
Построение годового графика продолжительности нагрузок производится на основании известных суточных графиков. На рис. 8. показан способ построения графика при наличии двух суточных графиков нагрузки — зимнего (183 дня) и летнего (182 дня).
Для наиболее распространенных потребителей электроэнергии в справочниках приводятся типовые графики активной и реактивной нагрузок по продолжительности.
График продолжительности нагрузок применяют в расчетах технико-экономических показателей установки, расчетах потерь электроэнергии, при оценке использования оборудования в течение года и т. п.
Рис. 7. Годовой график
продолжительности нагрузок.
Рис. 8. Способ построения годового графика
продолжительности нагрузок
Предполагают, что в году в соответствии с нормативными документами ПУЭ зимних дней – 200, летних дней - 165
Площадь, ограниченная кривой графика активной нагрузки, численно равна энергии, произведенной или потребленной электроустановкой за рассматриваемый период:
где Рi – мощность i -й ступени графика; Тi - продолжительность ступени.
Средняя нагрузка установки за рассматриваемый период (сутки, год) равна:
где Т - длительность рассматриваемого периода;
WП - электроэнергия за рассматриваемый период.
Степень неравномерности графика работы установки оценивают коэффициентом заполнения
Эта величина показывает, сколько часов за рассматриваемый период Т (обычно год) установка должна была бы работать с неизменной максимальной нагрузкой, чтобы выработать (потребить) действительное количество электроэнергии Wп за этот период времени. Определение величины Тmax можно проиллюстрировать на примере рис. 3.
Тmax – отражает равномерность потребления мощности
Время использования максимума нагрузки Тмакс определяется характером производства и сменностью работы потребителя и составляет в среднем в год (ч):
для осветительных нагрузок - 1500-2000;
для односменных предприятий - 1800-2500;
для двухсменных предприятий - 3500-4500;
для трехсменных предприятий - 5000-7000.
Величину времени использования максимальной нагрузки необходимо знать, чтобы определить потери электроэнергии. Для этой цели пользуются величиной τ – время максимальных потерь, т.е. время, в течение которого линия, работая с максимальной неизменной нагрузкой, имеет потери электроэнергии равные действительным годовым потерям электроэнергии при работе по годовому графику нагрузки.
