Расчет мощности компенсирующей установки

Цели:

1. Закрепить пройденный материал по теме.
2. Научиться рассчитывать и выбирать компенсирующие установки.
3. Учиться необходимости экономического обоснования при выборе оборудования.
4. Уметь пользоваться справочной литературой.

Ход работы:

1. Повторение теоретического материала.
2. Выдача самостоятельной работы.
3. Защита выполненной работы.

Теоретические сведения

Передача значительной реактивной мощности по сети не выгодна по следующим причинам:

а) возникают дополнительные потери напряжения;

б) возникают дополнительные потери активной мощности и активной энергии;

в)уменьшается способностьсети, следовательно, требует увеличения номинальной мощности и числа трансформаторов на подстанции, сечения проводов и кабелей.

Приведенные соображения вынуждают, на сколько это технически и
экономически целесообразно, предусматривать дополнительные мероприятия
по компенсации реактивной мощности.

Компенсирующие устройства

Синхронные компенсаторы. Компенсатор — это син­хронный двигатель, работающий в режиме холостого хода, т. е. без механической нагрузки на валу. Это позволяет изготовлять специаль­ные синхронные компенсаторы с меньшим воздушным зазором и облег­ченным валом по сравнению с обычными синхронными двигателями.

При перевозбуждении синхронный компенсатор генерирует опере­жающую реактивную мощность, а при недовозбуждении потребляет отстающую реактивную мощность. Это свойство синхронных компен­саторов используется для регулирования реактивной мощности и повышения коэффициента мощности, и для регулирования напряже­ния в электрических сетях.

Преимуществами синхронных компенсаторов являются плавное и автоматическое регулирование реактивной мощности и напряжения в большом диапазоне, чем обеспечивается увеличение статической и динамической устойчивости в энергетической системе, а также высо­кая надежность ее работы.

Недостатками синхронных компенсаторов являются относительно высокая стоимость, а следовательно, и высокие удельные капиталь­ные затраты на компенсацию (12,5 руб/квар); удельный расход актив­ной мощности на компенсацию (0,027 кВт/квар), что значительно больше по сравнению со статическими конденсаторами (0,003 кВт/квар); большая занимаемая производственная площадь и шум, производи­мый при работе,

Статические конденсаторы.

Конденсаторы - это специальные емкости, предназначенные для выработки реактивной мощности. Мощность 1 элемента конденсатора составляет от 9 до 150 кВар. Если необходима большая мощность, то их собирают в батареи БК.

Конденсаторы по сравнению с другими источниками реактивной мощности обладают рядом преимуществ:

- малые потери активной мощности внутри конденсатора;

- простота эксплуатации (ввиду отсутствия трудящихся и вращающихся частей);

- простота производства монтажных работ (малая масса, отсутствие фундамента);

- возможность использования для установки любого сухого помещения.

Недостатки: зависимость генерируемой реактивной мощности от напряжения. Чувствительность к искажениям напряжения, недостаточная прочность при перенапряжениях.

Широкое применение конденсаторов, потребовало создания комплектных конденсаторных установок ККУ. Бывают регулируемые на U 380В, мощностью 110-450кВар и нерегулируемые на U 6-10кВ и мощность 450-1125 кВар.

Таблица №4

Компенсирующее устройство	Удельные потери, кВт/квар
Статические конденсаторы напряжением: 0,22-0,5 кВ 3-10кВ Синхронные компенсаторы мощностью 7,5-1,5 МВ×А Синхронные генераторы и синхронные двигатели мощностью 500-5000 кВ×А, используемые в качестве компенсаторов То же, мощностью меньше 500 кВ×А, тихоходные Синхронные генераторы, используемые в качестве компенсаторов без расцепления с первичным двигателем	0,004 0,003 0,027-0,023   0,05-0,10 0,10-0,15 0,25-0,30

Приложение

Пример №1: Рассчитать компенсирующее устройство по следующим данным:

Рр=751кВт

Рс=523 кВт

tgj₁=1,14

Qс= Qр=597 квар

n=2

1. Мощность компенсирующей установки, Qку, квар

Qку=Рс*(tgj₁- tgj₂)

где Qку – мощность компенсирующей установки, квар

Рс – среднее значение активной мощности по подстанции, кВт

tgj₁- расчетное значение tgj по подстанции

tgj₂- нормальное значение tgj по предприятиям России

Qку=523*(1,14-0,329)=424,15квар

так как две линии, тогда =212,075квар

где Qкуст – стандартная мощность компенсирующей установки, квар

n – количество компенсирующих установок

2. Стандартная мощность компенсирующей установки, Qкуст, квар /Приложение 4/

Выбирается компенсирующая установка мощностью 200 квар напряжением 380В марки УКБН -0,38-200-50УЗ

3. Среднесменная реактивная мощность с учетом компенсации, Qср.к, квар

Qс.к=Qс_S-Qку*n

где Qср.к – среднесменная реактивная мощность с учетом компенсации

Qср_S - среднесменная реактивная мощность по подстанции

Qс.к=597,7-(200*2)=197,7квар

4.Максимальная реактивная мощность с учетом компенсации Qр.k, квар

Qр.k=Qр-Qk.y*n

где Qр.k.- максимальная реактивная мощность с учетом компенсации

Qр – максимальная реактивная мощность по подстанциям

Qр.k.= 597,7-(200*2)=197,7 квар

5. Полная максимальная мощность с учетом компенсации, Sр, кВА

где Smax.k. – полная максимальная мощность с учетом компенсации

Pmax- максимальная активная мощность по подстанции

6. Расчетный ток с учетом компенсаций, Iр.к.,А

где Ip.k. – расчетный ток с учетом компенсации

Uн. – нормальное напряжение

7. Коэффициент мощности после компенсации, tgj_k

tgj_K =

где tgj_k- коэффициент мощности после компенсации

Вывод: так как tgj_k близок к нормированному значению по предприятиям России, то компенсация достигла желаемого результата.

Индивидуальные задания

№ варианта	Uном,кВ	Рс	Pр	Qс	Qр	tgj1	n
	0,4					0,822
	0,4					1,059
	0,38					0,73
	0,4					0,6
	0,38					0,9
	0,4					0,87
	0,38					1,01
	0,4					0,75
	0,38		32,5	37,5	37,5	1,63
	0,4					0,726
	0,4					0,895
	0,4					0,72
	0,4					0,645
	0,4					0,568
	0,38					0,75
	0,4					0,89
	0,4					0,99
	0,38					0,99
	0,4					1,004
	0,38					0,785
	0,4					0,65
	0,4					0,75
	0,4					0,58
	0,4					0,65
	0,4					0,68
	0,38		62,5			0,987
	0,4					0,91

Контрольные вопросы:

1. Какая связь между cos и потерями активной мощности?
2. Почему не выгодна передача значительной реактивной мощности по сети?
3. Преимущества статических конденсаторов над другими компенсирующими устройствами.

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

Практическое занятие №3