2. Методика розрахунку видаткової частини балансу реактивної енергії

Загальновідомо, що реактивна енергія корисної роботи не робить, вона лише необхідна для створення магнітного полю в трансформаторах і асинхронних двигунах для забезпечення протікання в них (реактивного) струму, що намагнічує, тому поряд із виробництвом і розподілом активної енергії електричні станції повинні виробляти і розподіляти також і реактивну енергію. Дана реактивна енергія завантажує обмотки генераторів, трансформаторів і лінії передачі, циркулюючи від генераторів до споживачів і назад.

Сучасні асинхронні двигуни споживають реактивний струм, величина якого залежить від навантаження і складає 20-40% від повного номінального струму. Тому чим сильніше буде завантажен двигун і чим більше буде робітничий ток, споживаний їм, тим вище буде коефіцієнт потужності.

Реактивний струм, споживаний трансформатором також не залежить від навантаження і складає 4-6% від повного номінального струму у великих трансформаторів і 7-10% у трансформаторів малої і середньої потужності.

Суть складання балансу реактивної енергії полягає в тім, що б визначити місця найбільше малозавантажених двигунів і ужити відповідних заходів по збільшенню завантаження або по компенсації реактивної енергії.

Споживання асинхронним двигуном реактивної енергії виражається формулою:

W_p = [(P_НОМ • tg_Н)/н ]• t, кВАр •год (3.86)

Відповідно до формули, що враховує завантаження асинхронного двигуна можна записати:

cos _рд = cos _нд • k_, тоді

W_p = [(P_НОМ • tg(arccos(cos _нд • k_))/н ]• t (3.87)

де k_ - коефіцієнт завантаження асинхронного двигуна.

3.1.3.1 Розрахунок споживання реактивної енергії двигунами головного водовідливу

У (розділі 3.1.1.2) було показано, що потужність двигуна, необхідна для насоса для відкачки води склала Р, кВт.

Отже коефіцієнт завантаження складе:

k_З = Р/ Рн (3.88)

По таблиці 3.19 знаходимо чому дорівнює k_ :

k_

Споживання реактивної потужності двигуном водовідливу визначається по формулі, квар:

Q_АД = 0,8 • ((Рн/н) • tgн) + к²_З • [((Рн/н) • tgн) - 0,8 • ((Рн/н) • tgн)] (3.89)

Отже витрата реактивної енергії на водовідлив за рік:

. (3.90)

Питома витрата реактивної електроенергії на 1м³ води.

. (3.91)

Питому витрату реактивної енергії на одну тонну видобутку визначимо по

формулі:

кВАр • год / т. (3.92)

3.1.3.2 Розрахунок генерації (споживання) реактивної енергії двигуном головної вентиляторних установок

Розрахуємо генерацію (споживання) реактивної енергії двигуном головної вентиляторної установки.

Якщо мале завантаження синхронного двигуна головної вентиляторної установки по активній потужності, можна використовувати даний двигун як генератор реактивної енергії.

Коефіцієнт завантаження по активній потужності при n об/хв визначимо по формулі:

_(n)= Р/Р_НОМ (3.93)

де Р , кВт – завантаження двигуна при n об/хв,  = X⁰ ;

Х⁰ – угол установки лопаток, град.

Максимальне значення реактивної потужності, що може бути отримане від СД при n, об/хв визначимо по формулі:

Qсд_(n) = Р_НОМ • _(n) • tg _н , кВАр. (3.94)

де tg _н - данне значення для двигуна вентилятора.

Генерування реактивної енергії синхронним двигуном головної вентиляторної установки за добу при n, об/хв:

= Qсд_(n) • 24 , кВАр / добу. (3.95)

Технологічну норму генерації реактивної енергії на вентиляторну установку шахти при n? об/хв визначимо по формулі:

wр_ГВУ(n) = , кВАр • год. / 1000 м³. (3.96)