- •1. Задача выбора и расстановки компенсирующих устройств в электрической сети
- •2. Потребление и покрытие потребностей активной мощности в электрической сети
- •3. Потребление и покрытие потребностей реактивной мощности в электрической сети
- •4. Расчет мощности компенсирующих устройств электрической сети
- •Список литературы
4. Расчет мощности компенсирующих устройств электрической сети
Мощность компенсирующих устройств, необходимых к установке в электрической сети для обеспечения баланса реактивной мощности, находится на основании уравнения (4) с учетом принятых допущений:
∑Qкуі = kр.м' ∑Qні + ∑Qті − QА. (7)
Тогда ∑Qкуі = 0,95·(10,54+7,9+10,85+11,59+7,62) + 0,1·(20+15+20+22+13) – 29,35117 = 25,72566 Мвар.
Отрицательное значение ∑Qкуі показывает на отсутствие необходимости в компенсирующих устройствах.
При положительном значении ∑Qкуі расчет мощности компенсирующих устройств на подстанциях Qкуі производится по условию равенства средних значений коэффициента мощности в узлах сети, для чего необходимо определение балансного коэффициента реактивной мощности нагрузки по формуле
tgφбал = (∑Qні − ∑Qкуі)/∑Pні, (7)
где бал угол треугольника суммарных мощностей всех подстанций после установки компенсирующих устройств.
Тогда tgφбал = (48,50193 – 25,72566)/75,78 = 0,300558.
Расчетные мощности компенсирующих устройств в каждом узле нагрузки (на каждой подстанции) определяется по формуле
Qкуiр = Pні(tgφнi − tgφбал). (8)
Результаты определения расчетных мощностей компенсирующих устройств в каждом узле нагрузки (на каждой подстанции) представляются в табл. 2
Для компенсации реактивной мощности возможно использование батарей конденсаторов типов КСКГ-1,05-125 и КС2-1,05-60 (табл. А.1). Учитывая, что в режиме максимума нагрузок по условиям встречного регулирования напряжение на низшей стороне подстанции должно не менее чем на 5 % превышать номинальное значение, располагаемая мощность каждой из установленных батарей компенсирующих устройств должна определяться для фактического напряжения в месте установки компенсирующих устройств
U = 1,05Uном по формуле
QрБК = QрБК(ном (U/Uном)2. (9)
Тогда при использовании батарей конденсаторов типов КСКГ-1,05-125
QрБК = 6,5(1,05)2 = 7,166 Мвар;
при использовании батарей конденсаторов типов КС2-1,05-60
QрБК = 3,2(1,05)2 = 3,528 Мвар.
Фактическая мощность компенсирующих устройств, установленных на каждой из подстанций, определяется по формуле
Qкуiф = Nку QрБК, (10)
где Nку количество компенсирующих устройств, использующих батареи конденсаторов каждого из типов на подстанции.
После установки на подстанциях компенсирующих устройств, изменится значение потребляемой на них реактивной мощности. Определение фактических значений наибольшей реактивной и полной нагрузок на низшей стороне подстанций, а также их коэффициентов мощности выполняется по выражениям
Qнiф = Qні − Qкуiф; (11)
Sнiф, = √((Pні)2 + (Qнiф)2); (12)
cosφнiф = Pні/Sнiф. (13)
Результаты определения фактических значений наибольшей реактивной и полной нагрузок на низшей стороне подстанций, а также их коэффициентов мощности представляются в табл. 2
Использованный подход выбора и расстановки компенсирующих устройств в электрической сети имеет свои преимущества и недостатки. В нем точнее учитываются нагрузки на подстанциях, но распределение компенсирующих устройств не привязано к рассчитываемой сети и ее режимам. При дальнейших уточненнениях расчетов может возникнуть потребность перераспределения компенсирующих устройств в электрической сети.
Таблица 2 − Выбор и расстановка компенсирующих устройств в электрической сети
Показатель |
Обозначение |
Подстанции (узлы нагрузок) электрической сети |
||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
||
Наибольшая полная нагрузка на низшей стороне подстанции |
Sнi, МВА |
20 |
15 |
20 |
22 |
13 |
Коэффициент мощности на низшей стороне подстанции |
cosφнi |
0,85 |
0,85 |
0,84 |
0,85 |
0,81 |
Синус величины φнi на низшей стороне подстанции |
sinφнi |
0,53 |
0,53 |
0,54 |
0,53 |
0,59 |
Коэффициент реактивной мощности на низшей стороне подстанции |
tgφнi |
0,62 |
0,62 |
0,65 |
0,62 |
0,72 |
Наибольшая активная нагрузка на низшей стороне подстанции |
Pнi, МВт |
17 |
12,75 |
16,8 |
18,7 |
10,53 |
Наибольшая реактивная нагрузка на низшей стороне подстанции |
Qнi, Мвар |
10,54 |
7,9 |
10,85 |
11,59 |
7,62 |
Расчетные мощности компенсирующих устройств на низшей стороне подстанции |
Qкуiр, Мвар |
5,43 |
4,07 |
5,8 |
5,97 |
4,46 |
Количество и тип компенсирующих устройств на низшей стороне подстанции |
nку×тип КУ |
2×КС2 |
1×КС2 |
2×КС2 |
2×КС2 |
1×КС2 |
Фактическая мощность компенсирующих устройств на низшей стороне подстанции |
Qкуiф, Мвар |
7,056 |
3,528 |
7,056 |
7,056 |
3,528 |
Фактическая наибольшая реактивная нагрузка на низшей стороне подстанции |
Qнiф, Мвар |
3,48 |
4,37 |
3,8 |
4,53 |
4,1 |
Фактическая наибольшая полная нагрузка на низшей стороне подстанции |
Sнiф, МВА |
17,35 |
13,48 |
17,22 |
19,24 |
11,3 |
Фактический коэффициент мощности на низшей стороне подстанции |
cosφнiф |
0,98 |
0,95 |
0,98 |
0,97 |
0,93 |