Расчет мощности компенсирующей установки
Цели:
- Закрепить пройденный материал по теме.
- Научиться рассчитывать и выбирать компенсирующие установки.
- Учиться необходимости экономического обоснования при выборе оборудования.
- Уметь пользоваться справочной литературой.
Ход работы:
- Повторение теоретического материала.
- Выдача самостоятельной работы.
- 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=QсS-Qку*n
где Qср.к – среднесменная реактивная мощность с учетом компенсации
QсрS - 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, tgjk
tgjK = 
где tgjk- коэффициент мощности после компенсации
Вывод: так как tgjk 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:
- Какая связь между cos
и потерями активной мощности? - Почему не выгодна передача значительной реактивной мощности по сети?
- Преимущества статических конденсаторов над другими компенсирующими устройствами.
________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Практическое занятие №3