Основные расчеты при компенсации реактивной мощности

Электрическая сеть представляет собой единое целое, и правильный выбор средств компенсации для сетей промышленного предприятия напряжением до 1000 В, а также в сети 6-10 кВ можно выполнить только при совместном решении задачи.

На промышленных предприятиях основные потребители реактивной мощности присоединяют к сетям до 1000 В. Компенсация реактивной мощности потребителей может осуществляться при помощи синхронных двигателей (СД) или конденсаторной батареи (КБ), присоединенных непосредственно к сетям напряжением до 1000 В, или реактивная мощность может передаваться в сеть до 1000 В со стороны напряжением 6-10 кВ от СД, КБ, от генераторов ТЭЦ или сети энергосистемы. Источники реактивной мощности (ИРМ) напряжением 6-10 кВ экономичнее соответствующих ИРМ до 1000 В, но передача мощности в сеть до 1000 В может привести к увеличению числа трансформаторов и увеличению потерь ЭЭ в сети и трансформаторах. Поэтому следует выбрать оптимальный вариант компенсации реактивной мощности на стороне до 1000 В.

Рассмотрим возможные два условия выбора мощности и напряжения компенсирующего устройства.

Крупное промышленное предприятие с большим числом трансформаторов (рис. 6.2, а). Передача реактивной мощности со стороны сети напряжением 6-10 кВ в сеть до 1000 В может привести к увеличению числа устанавливаемых трансформаторов. В этом случае минимальное возможное число трансформаторов N0 при cos^ = 1:

где Р — суммарная потребляемая активная мощность в сетях до 1000 В; Рт - коэффициент загрузки трансформатора; 5н.тр - номинальная мощность одного трансформатора.

Увеличение числа трансформаторов на один или два против расчетного не приводит к изменению суммарных потерь. При этом следует учитывать одновременное снижение потерь в обмотках трансформаторов и некоторое повышение потерь холостого хода.

Включение компенсирующего устройства

Рис. 6.2. Включение компенсирующего устройства: а) при нескольких трансформаторах: б) при одном или двух трансформаторах

Наибольшая реактивная мощность, которая может быть передана от сети напряжением 6-10 кВ в сеть до 1000 В без увеличения числа выбранных (заданных) трансформаторов:

Далее рассматривают варианты с увеличением числа трансформаторов на один или два по сравнению с минимально возможным их числом N0 и определяют расчетные затраты для каждого варианта. При этом для первого варианта учитывают затраты на генерацию реактивной мощности на 6-10 кВ и затраты на установку КБ в сети до 1000 В, мощность которых необходима для баланса реактивных мощностей в этих сетях. Для вариантов с повышенным числом трансформаторов учитывают дополнительные затраты на их установку.

Предприятие с небольшим числом устанавливаемых трансформаторов. Если на предприятии устанавливаются один или два трансформатора 6-10/0,4 кВ (рис. 6.2, б), то при изменении степени компенсации реактивной мощности в сети до 1000 В число трансформаторов обычно не может быть изменено из-за условий электроснабжения, размещения цехов, требований надежности и др. В этом случае, сохраняя изложенную методику расчета, определяют не минимально возможное число трансформаторов, а минимально возможную мощность (MBA):

После этого сравнивают варианты установки трансформатора с минимально возможной мощностью трансформатора на ступень выше.

Пример. К шинам РП напряжением 6 кВ (см. рис. 6.2, б) промышленного предприятия присоединяют один трансформатор 6/0,4 кВ для питания нагрузки: Р = 0,9 МВт, Q = 0,8 МВАр, коэффициент загрузки (5j — 1. Компенсация реактивной мощности может быть осуществлена установкой БК на 6 или 0,4 кВ для повышения cos^ = 1. Определить оптимальные мощности трансформатора и КБ на 6 и 0,4 кВ.

Расчетные данные и обозначения: для КБ на 6 кВ стоимость вводного устройства 30 = 670 о. е., стоимость компенсирующих устройств Зц = 1600 о. е./МВАр на 6 кВ, Зю = 3000 о. е./МВАр на 0,4 кВ. ТП мощностью ST = 1,6 MBA дороже ТП мощностью 5Т = 1 MBA на К = 5000 о. е.

Решение. Минимальная мощность трансформатора:

Первый вариант. Установка БК на 6 кВ и 0,4 кВ; 5т = 1000 кВА. Реактивная мощность БК на 6 кВ:

Дополнительная реактивная мощность КБ на 0,38 кВ для полной компенсации Q0 = Q - Q = 0,8 - 0,44 = 0,36 МВАр при cos

Расчетные затраты:

Второй вариант. Установка трансформатора мощностью 1600 кВА и БК на 6 кВ; Q = x/l,62-0,92 =1,4 МВАр, что больше требуемой мощности для полной компенсации, поэтому принимаем Q = Q = 0,8 МВАр; 3,о = 0.

Расчетные затраты:

где рн = 0,223 - нормативный коэффициент эффективности капиталовложений.

Третий вариант. Полная компенсация реактивной мощности Q = 0,8 МВАр в сети 0,4 кВ при минимально возможной мощности трансформатора 1000 кВА, 3,0 = 3000 о. е./МВАр.

Расчетные затраты:

Таким образом, наименьшие затраты на компенсацию реактивной мощности будут при третьем варианте, который является оптимальным.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >