Раздел 1. Компенсация реактивной мощности

Задание.

1. Выбрать мощность компенсирующего устройства;

2. Выбрать сечения кабелей для питания компрессоров;

3. Рассчитать экономию средств от установки компенсирующего устройства

Рисунок 1 – Расчетная схема при выборе компенсирующего устройства

Компрессоры оснащены двухскоростными двигателями со следующими характеристиками.

Таблица 1 – Характеристики двигателей компрессоров

Показатель	Обозначение режима
	1	2
N, об/мин	750	375
Q, м3/мин	48	24
Pном, кВт	160	75
cosφ	0,8*	0,5*
η, %	90*	85*

Таблица 2 – Исходные данные по вариантам

№ варианта	l, м	t1, ч	t2, ч	Кз
1	200	2600	1310	0,91
2	220	2650	1350	0,93
3	215	2500	1310	0,93
4	235	3000	2000	0,91
5	255	2500	1500	0,95
6	262	2600	1800	0,95
7	268	2600	1600	0,93
8	290	2000	1000	0,93
9	283	2100	1300	0,96
10	240	2800	1200	0,91
11	310	1900	750	0,93
12	390	2100	1000	0,93
13	325	2600	1350	0,90
14	330	3200	1600	0,90
15	340	2610	1400	0,82
16	360	3200	1200	0,93
17	380	3100	1000	0,93
18	420	2750	1500	0,85
19	400	2850	1200	0,85
20	410	2550	1100	0,88
21	390	2400	1350	0,88
22	435	2200	1200	0,84
23	185	2500	1100	0,84
24	150	2000	1600	0,91
25	120	2400	1200	0,93
26	100	2250	1300	0,93
27	160	2300	1200	0,8
28	170	1800	900	0,95
29	143	2100	1100	0,95
30	130	2200	1500	0,88
31	125	3000	1800	0,88
32	110	2100	1200	0,88

l – расстояние до подстанции, м

t₁ – время работы компрессора по первому режиму, ч

t₂ – время работы компрессора по второму режиму , ч

К_з – коэффициент загрузки двигателя.

Расстояние от места расположения компрессорной до подстан­ции принимается равным 300 м. При этом применяется кабель алюминиевый, со способом прокладки по воздуху на конструкциях. Измеренный коэффициент загрузки двига­телей принимается 0,93.

В отчетном году двигатель работал на малой мощности (во 2-м ре­жиме) 2600 ч, а в первом режиме – 1300 ч.

Сначала определяется полная мощность, потребляемая из сети:

Далее определяются токи сети для каждого из режимов:

Далее по рабочему току выбирается кабель АВВГ сечением 2×95 мм², для которого длительно допустимый ток 165 А. Прокладка 2 кабелей обеспечит прохождение тока.

Удельное активное и индуктивное сопротивления для выбранного кабеля соответственно равны r₀ = 0,33 Ом/км, x₀ = 0,06 Ом/км. После этого осуществляется проверка выбранного сечения на потери напряжения:

Рассчитывается мощность, потребляемая из сети в каждом режиме и потери напряжения для каждого режима:

Потери напряжения в первом режиме составляют 6,16% от номинального, а во втором режиме – 3,49%. Потери напряжения не должны превышать 5% от номинального значения, поэтому необходимо выбрать кабель с сечением на ступень выше.

При выборе двух кабелей АВВГ сечением 120 мм² длительно допустимый ток одного кабеля составляет 200 А. Удельное активное и индуктивное сопротивления для выбранного кабеля соответственно равны r₀ = 0,2625 Ом/км, x₀ = 0,06 Ом/км. После этого осуществляется проверка выбранного сечения на потери напряжения:

Далее рассчитываются потери напряжения для каждого режима:

При этом потери напряжения в первом режиме составляют 4,92% от номинального, а во втором режиме – 2,89%.

Далее находится мощность компенсирующего устройства и подсчитывается экономия от его применения.

При работе в первом режиме потребляемая реактивная мощность составляет 87,53 кВАр, а во втором – 122,94 кВАр.

Рассчитаем потери мощности в первом режиме работы:

Далее определяются потери мощности в кабеле:

Тогда потери электроэнергии составят:

Рассчитаем потери мощности во втором режиме работы:

Далее определяются потери мощности в кабеле:

Тогда потери электроэнергии составят:

После этого рассчитывается общее потребление электроэнергии, тогда мощность в месте присоединения соответственно обоих режимов:

Тогда годовое потребление электроэнергии в обоих режимах:

При компенсации реактивной мощности в первом режиме используется батарея конденсаторов суммарной мощностью 75 кВАр – КРМ-0,4-75-3 с тремя ступенями регулирования:

Тогда потери мощности и электроэнергии соответственно составят:

Тогда экономия средств на оплату потерь при одноставочном тарифе 3,45 руб/кВт*ч составит:

При компенсации реактивной мощности во втором режиме используется батарея конденсаторов суммарной мощностью 100 кВАр – КРМ-0,4-100-4 с четырьмя ступенями регулирования:

Тогда потери мощности и электроэнергии соответственно составят:

Тогда экономия средств на оплату потерь при одноставочном тарифе 3,45 р/кВт*ч составит:

Далее определяется суммарная экономия и время, за которое окупится установка данного компенсирующего устройства, при стоимости 52000 руб: