2.Конденсаторные установки для компенсации реактивной мощности.

Проблема рационального использования электроэнергии существовала всегда. В последнее время это стало особенно актуально на фоне быстрого роста тарифов и, как следствие, энергетической составляющей в стоимости продукции и услуг. Одним из основных направлений сокращения потерь электроэнергии и повышения эффективности электроустановок промышленных предприятий является компенсация реактивной мощности с одновременным повышением качества электроэнергии непосредственно в сетях предприятия.

Компенсация реактивной мощности:Общие сведения Полная мощность, забираемая из сети, складывается из активной мощности, совершающей полезную работу, и реактивной мощности, расходуемой на создание магнитных полей и создающей дополнительную нагрузку на силовые линии питания. Соотношение между полной и активной мощностью, выраженное через косинус угла между их векторами, называется коэффициентом мощности:S=√P²+Q²

Где cos<p= P/S;— активная мощность; S—полная мощность; Q— реактивная мощность.

Активная энергия преобразуется в полезную — механическую, тепловую и др. Реактивная энергия не связана с выполнением полезной работы, однако она необходима для создания электромагнитного поля, наличие которого является необходимым условием для работы электродвигателей и трансформаторов. Потребление реактивной мощности от энергоснабжающей организации нецелесообразно, так как приводит к увеличению мощности генераторов, трансформаторов, сечения подводящих кабелей (снижению пропускной способности), а также повышению активных потерь и падению напряжения (из-за увеличения реактивной составляющей тока питающей сети). Поэтому ее необходимо генерировать непосредственно у потребителя. Эту функцию выполняют установки компенсации реактивной мощности (КРМ), основными элементами которых являются конденсаторы. При выборе конденсаторной установки требуемая суммарная мощность конденсаторных батарей определяется исходя из формулыQc=Px(tg(<p1)-tg(<p2)),

где Р—потребляемая активная мощность; S и S'— полная мощность до и после компенсации; Ос—требуемая емкостная мощность; QL и  QL'— индуктивная составляющая реактивной мощности до и после компенсации.

Значение(φ1(φ)) определяется на основе значений cos(φl) и cos(φ): cos(φl) — коэффициента мощности потребителя до установки компенсирующих устройств (действующего коэффициента мощности); cos(φl) — коэффициента мощности после установки компенсирующих устройств (желаемого или задаваемого предприятием энергоснабжения).

В настоящее время для компенсации реактивной мощности широкое применение получили конденсаторные установки (КУ), обладающие рядом преимуществ перед другими устройствами, а именно:

 малые потери активной мощности;

отсутствие вращающихся частей, подверженных механическому износу;

невысокие капиталовложения и затраты при эксплуатации;

отсутствие шума во время работы;

простота монтажа и эксплуатации.

Выбор оборудования для компенсации реактивной мощности зависит от типа подключенного к сети оборудования.

Компенсация реактивной мощности может быть индивидуальной (местной) и централизованной (общей)

Индивидуальная (нерегулируемая) компенсация.

КУ размещаются непосредственно у электроприемников и коммутируются одновременно с ними. В этом случае выключатель электроприемника одновременно является и выключателем КУ Данная компенсация предпочтительна при единичных, постоянно присоединенных в течение длительного времени мощностей свыше 20 кВт. Ее недостатки — зависимость времени включения КУ от времени включения электроприемников и необходимость согласования емкости КУ с индуктивностью приемника для предотвращения возникновения резонансных явлений

Централизованная (как правило, регулируемая)компенсация.

Для узлов нагрузки с широким диапазоном изменения потребления реактивной мощности. Регулирование мощности КУ осуществляется реактивным током нагрузки, для этого она оборудована специальным автоматическим регулятором, а ее полная компенсационная мощность (равная реактивной мощности установленных конденсаторов) разделена на отдельно коммутируемые ступени. Такие комплектные КУ называются автоматизированными. Данный тип КУ производит компенсацию реактивной мощности в соответствии с ее фактическим потреблением.

Б-7.1.Метод коэффициента спроса, область его применения.

Методы расчета электрических нагрузок

В практическом проектировании существует несколько таких методов расчета электрических нагрузок методом коэффициента спроса:

- расчет коэффициента спроса и средней мощности;

- метод удельного расхода электроэнергии удельных электрических мощностей;

- метод установленной мощности с коэффициентами спроса и - статистический метод расчетов;

Ниже мы приведем теоретические данные и основные формулы метода коэффициента спроса.

Применение метода коэффициента спроса

Для того чтобы рассчитать электрическую нагрузку для электроснабжения промышленных предприятий или частных потребителей, тем самым, обеспечив их надежную систему электропотребления, применяют метод коэффициента спроса.

 Если коэффициенты спроса получены практическим путем, то применение этого метода дает результаты близкие к истинным значениям.

Расчет электрических нагрузок при составлении простой схемы электроснабжения с применением метода коэффициента спроса пользуется большой популярностью и широко распространен в расчетной инженерии и является наиболее простым методом расчетов нагрузок.

 Определение реальных электрических нагрузок энергопотребляющего объекта даст вам возможность обосновано и рационально построить технико-экономические показатели систем электроснабжения, определить потери электроэнергии и мощности, выбрать нужное оборудование. Поэтому расчет электрических нагрузок является важной и неотъемлемой частью организации подключения электричества частного или промышленного объекта. 

 Результаты расчетов электрических нагрузок будут влиять на технические характеристики электрической сети и на выбор ее элементов. Благодаря им вы сможете обеспечить безопасную эксплуатацию электрических сетей.

Заниженные результаты расчетов электрических нагрузок приводит к перегреву токоведущих частей и  быстрому износу электрооборудования и материалов. И наоборот – увеличение расчетных нагрузок чревато дополнительными, капитальными затратами на систему электроснабжения и неполным использованием электрооборудования.

При нахождении оптимальной нагрузки применяют различные коэффициенты графиков нагрузок. Для нахождения электрической нагрузки с помощью метода спроса, необходимо знать некоторые параметры – коэффициенты спроса и полную нагрузочную мощность выбранной группы, а также установленную мощность этой группы приемников. В свою очередь, для нахождения коэффициента спроса, нужно знать количество потребителей электроэнергии, работающих одновременно. Эти вычисления можно провести с помощью коэффициентов загрузки и одновременности. 

По полученным расчетам электрических нагрузок по выбранным группам потребителей, можно рассчитать общую нагрузку объекта энергопотребления. После расчетов общей максимальной нагрузки, рассчитывается годовое потребление объектом электроэнергии (для этого нужно знать общее количество рабочих часов).Метод коэффициента спроса

Основная формула расчетов имеет вид:Рр= Кс•Руст ; Qр = Рр×tgφ ,

Чтобы найти расчетную нагрузку группы потребителей, однородных по режиму работы, применяют следующее выражение:Pp = Kс ×Рн;Qp = Рp×tgj,

где Kс и tgj -  коэффициент спроса группы приемников.

Для нахождения расчетной нагрузки одного из участков объекта или самого объекта в целом, необходимо сложить коэффициенты разновременности максимумов нагрузки и  расчетные нагрузки отдельных групп приемников.

У расчетов по методу коэффициента спроса есть свои недостатки. Основным является то, что для всех потребителей величина коэффициента спроса принимается одинаковой. Однако, одинаковой она принимается при оптимальном количестве абонентов. Метод спроса, как правило, применяют в ситуации, когда нет конкретных данных про абонента.

Расчет силовой нагрузки:

Pp = Pmax = Kc* Pуст = 0,3 * 16130 = 4839 кВтQp = tgф * Pp = 0,88 * 4839 = 4258,3 квар

Кроме того, необходимо учесть нагрузку искусственного освещения цехов и территории завода.