2.2 Определение расчетных нагрузок на шинах низшего напряжения пункта приема электроэнергии

Расчётные значения нагрузок на шинах НН ППЭ определяются по расчётным значениям активной и реактивной мощности всех отходящих линий с учётом коэффициента разновремённости максимумов силовой нагрузки и расчётной мощности осветительной нагрузки территории предприятия.

Расчётное значение активной мощности:

; (2.16)

, (2.17)

где и – расчётные значения активной и реактивной мощности, потребляемой от шин низшего напряжения ППЭ;

и – суммарное значение расчётных активных и реактивных мощностей всех отходящих линий;

– коэффициент одновремённости максимумов силовой нагрузки в рассматриваемом узле потребления;

и – расчётное значение активной и реактивной мощности осветительной нагрузки территории предприятия.

Найдем расчетные максимумы нагрузки ( ).

кВт;

кВАр;

кВА.

При определении расчётных нагрузок на шинах распределительных пунктов и шинах низшего напряжения РУ ППЭ, значение коэффициента разновремённости максимумов силовой нагрузки определяют по [4] в зависимости от значения средневзвешенного коэффициента использования и числа присоединений, рассматриваемого узла нагрузки.

2.3 Расчет мощности компенсирующих устройств узла нагрузки

Одним из основных вопросов, решаемых при проектировании и эксплуатации систем электроснабжения промышленных предприятий, является вопрос о компенсации реактивной мощности.

Передача значительного количества реактивной мощности из энергосистемы к потребителям не рациональна по следующим причинам: возникают дополнительные потери активной мощности и энергии во всех элементах системы электроснабжения, обусловленные загрузкой их реактивной мощностью, и дополнительные потери напряжения в питающих сетях.

Компенсация реактивной мощности с одновременным улучшением качества электроэнергии непосредственно в сетях промышленных предприятий является одним из направлений сокращения потерь электроэнергии и повышения эффективности электроустановок предприятий.

Ввод источника реактивной мощности приводит к снижению потерь в период максимума нагрузки в среднем на 0,081 кВт/кВАр. В настоящее время степень компенсации в период максимума нагрузки составляет 0,25 кВАр/кВт, что значительно меньше экономически целесообразной компенсации, равной 0,6 кВАр/кВт. Поэтому решение этой проблемы даст большой экономический эффект. Следует отметить, что с точки зрения экономии электроэнергии и регулирования напряжения компенсацию реактивной мощности наиболее целесообразно осуществлять у ее потребителей.

Определив расчетную нагрузку на шинах 10 кВ главной понизительной подстанции (ГПП), первым делом необходимо решить вопрос о проведении мероприятий по компенсации реактивной мощности.

Компенсация реактивной мощности может осуществляться тремя способами:

- установка компенсирующих устройств (КУ) на стороне 10 кВ у потребителя;

- установка КУ на стороне 0,4 кВ у потребителя;

- частичная компенсация на шинах 0,4 и 10 кВ.

Мощность, которую может потреблять предприятие от энергосистемы, можно определить через нормативное значение коэффициента реактивной мощности :

где - базовый коэффициент реактивной мощности (экономично обоснованый) для сетей 6-10 кВ присоединенный к шинам подстанции с высшим классом напряжения более 35 кВ, равный 0.5.

(2.18)

кВАр.

Величина реактивной мощности, разрешенной для потребления предприятием при которой оно не попадает под штрафные санкции, получилась меньше расчетной реактивной мощности, следовательно, требуется установка компенсирующих устройств.

Средствами компенсации реактивной мощности являются: в сетях общего назначения – батареи конденсаторов (низшего напряжения – НБК и высшего напряжения – ВБК) и синхронные двигатели (СД); в сетях со специфическими нагрузками, дополнительно к указанным средствам, - силовые резонансные фильтры (СРФ) (называемые также фильтр компенсирующими устройствами ФКУ).

К сетям напряжением до 1 кВ на промышленных предприятиях подключается большая часть потребителей реактивной мощности. Коэффициент мощности нагрузки НН обычно не превышает 0,8. Сети напряжением 380 – 660 В электрически более удалены от источников питания, поэтому передача реактивной мощности в сеть НН требует увеличения сечения проводов и кабелей, повышения мощности силовых трансформаторов и сопровождается потерями активной и реактивной мощностей. Затраты обусловленные перечисленными факторами, можно уменьшить или даже устранить, если осуществлять компенсацию реактивной мощности непосредственно в сети НН.

Источниками реактивной мощности в сети НН являются СД напряжением 380 – 660 и конденсаторные батареи. Недостаточная часть (некомпенсированная реактивная нагрузка НН) покрывается перетоком реактивной мощности из сети ВН Qмах тр.

При решении задачи КРМ требуется установить оптимальное соотношение между источниками реактивной мощности НН и ВН, принимая во внимание потери энергии на генерацию реактивной мощности источниками НН и ВН, потери электроэнергии на передачи Qмах,тр из сети ВН в сеть НН и удорожание цеховых ТП в случае загрузки их реактивной мощностью.

Определим мощность компенсирующих устройств, которую нужно установить у потребителя:

(2.19)

кВАр .

Теперь найдем ее распределение между шинами 10 кВ и 0,4 кВ, для нахождения величины компенсирующих устройств, подключенных к шинам 10 кВ, определяем

(2.20)

где - коэффициент расчетной реактивной мощности, подключенной к шинам 10 кВ нагрузки;

и - суммарная реактивная и активная расчетные мощности нагрузки с напряжением 10 кВ, подключенным к шинам.

В случае если , то размещать компенсирующие устройства нужно только на стороне 0,4 кВ.

Компенсацию реактивной мощности проводим на стороне 10 и 0,4 кВ.

Расчетную мощность низковольтных и высоковольтных БСК округляют до ближайшей (по стандартной шкале) мощности комплектных конденсаторных установок (КУ).

Определяем величину мощности БСК на стороне 0,4 кВ по формуле:

(2.21)

Компенсацию оставшейся реактивной мощности будем проводить на стороне 10 кВ:

(2.22)

Рассмотрим расчет на примере насосной станции (цех №6):

кВт, кВАр,

кВАр

По полученному значению выбираем КУ стандартной мощности 4×300 кВАр (УКМ 58-0,4-300-25 У3).

Итоговая мощность завода с учетом установленных батарей равна:

кВАр;

кВА.

Таблица 6А – Выбор БСК 0,4 кВ

№	Наименование цеха	Qр.ц. кВАр	Qку. кВАр	QБСКст. кВАр	Qр.БСК. кВАр	Sр.БСК. кВА
1.	Склад ЛВЖ	41,42	0	74,37	115,28	41,42
2.	Склад кислот	40,61	0	72,91	113,08	40,61
3.	Цех полупродуктов	365,01	350	305,39	746,38	365,01
4.	Холодильная установка	640,11	600	549,34	1832,04	640,11
5.	Компрессорная	546,51	550	431,29	1493,20	546,51
6.	Насосная	1257,80	1200	1058,44	3244,30	1257,80
7.	Градирня	84,01	0	150,84	346,06	84,01
8.	Цех прямых красителей	591,07	600	461,30	1342,14	591,07
9	Цех активных красителей	190,28	200	141,65	436,46	190,28
10	Цех натриевой соли	135,57	100	143,43	326,36	135,57
11	Очистные сооружения	372,19	350	318,29	947,76	372,19
12.	Система вентиляции	1428,18	1400	1164,35	3134,22	1428,18
13	Газоспасательная станция	91,36	0	164,03	277,23	91,36
14	Подсобный цех	81,20	0	145,79	209,17	81,20
15.	Ремонтно-механический цех	134,71	100	141,87	282,09	134,71
16	Бытовой корпус	71,08	0	127,63	199,00	71,08
Продолжение таблицы 6А
№	Наименование цеха	Qр.ц. кВАр	Qку. кВАр	QБСКст. кВАр	Qр.БСК. кВАр	Sр.БСК. кВА
17.	Административный корпус, маркетинг	79,10	0	142,03	224,26	79,10
18	Столовая	33,41	0	60,00	137,64	33,41
19	Склад готовой продукции	43,14	0	77,45	92,84	43,14
20	Магазин	9,32	0	16,74	31,50	9,32
	ИТОГО:	6236,08	5450	5747,14	15531	6236

кВАр.

На стороне 10 кВ устанавливаем БСК типа УКРМ-10,5-450-150 и УКРМ-10,5-300-150.

Мощность ВКУ составит:

кВАр.

Таблица 6Б - Марки БСК 0,4 кВ

№	Цех	Тип БСК	Количество
1	Цех полупродуктов	УКМ 58-0,4-175-25 У3	2
2	Холодильная установка	УКМ 58-0,4-300-25 У3	2
3	Компрессорная	УКМ 58-0,4-275-25 У3	2
4	Насосная	УКМ 58-0,4-300-25 У3	4
5	Цех прямых красителей	УКМ 58-0,4-300-25 У3	2
6	Цех активных красителей	УКМ 58-0,4-100-25 У3	2
7	Цех натриевой соли	УКМ 58-0,4-100-25 У3	1
8	Очистные сооружения	УКМ 58-0,4-175-25 У3	2
9	Система вентиляции	УКМ 58-0,4-350-25 У3	4
10	Ремонтно-механический цех	УКМ 58-0,4-100-25 У3	1

С учетом компенсации реактивной мощности на стороне 0,4 и 10 кВ:

кВАр,

кВА.