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
N, об/мин
Q, м3/мин
Pном, кВт
cosφ	0,8*	0,5*
η, %	90*	85*

Таблица 2 – Исходные данные по вариантам

№ варианта	l, м	t1, ч	t2, ч	Кз
				0,91
				0,93
				0,93
				0,91
				0,95
				0,95
				0,93
				0,93
				0,96
				0,91
				0,93
				0,93
				0,90
				0,90
				0,82
				0,93
				0,93
				0,85
				0,85
				0,88
				0,88
				0,84
				0,84
				0,91
				0,93
				0,93
				0,8
				0,95
				0,95
				0,88
				0,88
				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: