7 Компенсация реактивной мощности в электрической сети

напряжением до 1 кВ

7.1 Расчетная схема

Рисунок 7.1 Расчетная схема для компенсации реактивной мощности

На рисунке 7.1 приняты следующие обозначения:

Q_С – реактивная мощность, передающаяся от системы, квар;

Q_СД – реактивная мощность, вырабатываемая СД, квар;

Q_БК – реактивная мощность, выдаваемая батареей конденсаторов (БК), квар.

7.2 Исходные данные

- высшее напряжение подстанции, питающей сеть 6 кВ (U _ГПП,ВН ) –

35 кВ, с.7;

- стоимость за 1 кВт·ч электроэнергии (β) – 0,66 руб/(кВт·ч) для

Чувашэнерго;

- стоимость за 1 кВт максимальной нагрузки (α) – 211 руб/(кВт·мес) для Чувашэнерго;

- удельная стоимость батарей конденсаторов 0,38 кВ (k_у) – 400 руб/квар для Чувашэнерго;

- номинальное напряжение СД (U_ном,СД) – 6 кВ, с. 12;

- номинальная активная мощность СД (Р_ном,СД) – 500 кВт, с. 12;

- коэффициенты аппроксимации: (D₁) – 5,05 кВт, (D₂) – 3,63 кВт (вычислены по программе KRM), с.53;

- коэффициент загрузки СД (k_з) - 0,96, с. 12;

- индексы 1, 2, 3, 4 обозначают этапы расчета.

7.3 Вспомогательные расчеты

Расчет ведем поэтапно, но сначала выполним вспомогательные расчеты.

Удельная стоимость потерь мощности

, (7.1)

где Т_м – число часов использования максимума нагрузки, Т_м = 2000 ч/год с.80/6/;

τ_м – число часов использования максимума потерь, τ_м =920 ч/год с.80 /6/.

.

Затраты первые БК

, (7.2)

где ΔР_y – усредненные удельные потери активной мощности в конденсаторах 0,38 кВ, с.79 /6/;

Е – ежегодные отчисления от капиталовложений для БК, с.79 /6/;

, (7.3)

где Е_н – нормативный коэффициент эффективности капиталовложений, с.79 /6/;

Е_а – ежегодные отчисления от капиталовложений на амортизацию, с.79/6/;

Е_о – ежегодные отчисления от капиталовложений на обслуживание, с.79 /6/.

;

.

Затраты первые СД

, (7.4)

где Q_ном,СД – номинальная реактивная мощность СД, квар.

, (7.5)

где tgφ_св – средневзвешенный тангенс для cosφ_ном,СД = 0,9, с.12, tgφ_св = 0,48;

η – усредненное значение КПД СД, η = 0,94 /8/.

квар;

.

Затраты вторые СД

, (7.6)

где N_СД – количество одинаковых СД в группе, N_СД = 1, рисунок 7.1.

.

Располагаемая реактивная мощность СД (Q_м, квар):

, (7.7)

где k_з,Q – наибольший коэффициент загрузки по реактивной мощности. k_з,Q определяется следующим образом:

; (7.8)

;

квар.

Экономический коэффициент реактивной мощности (tgφ_э)

, (7.9)

где tgφ_б – базовый коэффициент реактивной мощности, tgφ_б = 0,4 /4/ для U_ГПП,ВН = 35 кВ;

k – коэффициент отличия стоимости электроэнергии, из распечатки KRM, k = 0,9 для Чувашэнерго, с.53.

.

Экономическая реактивная мощность энергосистемы (Q_э, квар):

квар. (7.10)

где Р_р,Т =1,1· P_с,Т = 1,1·467,4=514,14 кВт. (7.11)

Примечание – В формуле (7.11) 1,1 – коэффициент, учитывающий осветительную нагрузку (≈ 10%); Р_с,Т – средняя активная нагрузка на один трансформатор, из распечатки на с.22.

Допустимая через трансформатор мощность (Q_доп,Т, квар)

, (7.12)

где k_з,Т = 0,7 – максимальный коэффициент загрузки трансформатора для двухтрансформаторной подстанции в нормальном режиме, п. 2.1.21 /5/;

S_ном,Т – номинальная мощность трансформатора Т2.

Расчетная мощность трансформатора (S_ном,Т, кВА)

, (7.13)

где P_р,ц = 1,1∙P_с,ц = 1,1·907,5 = 998,25 кВт. (7.14)

Примечание – В формуле (7.14) Р_с,ц– средняя активная нагрузка по цеху,

Р_с,ц = 907,5 кВт, из распечатки на с.21.

кВА.

Из /8/ выбираем трансформатор с S_ном,T = 1000 кВА.

Рассчитаем Q_доп,Т по формуле (7.12)

квар.

Расчетная реактивная нагрузка на один трансформатор (Q_p,Т, квар)

Q_p,Т = Q_с,Т = 176,913 квар, (7.15)

где Q_c,T – средняя реактивная нагрузка на один трансформатор, Q_c,T =

= 176,913 квар с.22.