Выбор мощности компенсирующих устройств
В общем случае определение мощности компенсирующих устройств можно считать оптимизационной задачей; цель – нахождение реактивной мощности устройства, соответствующей минимуму суммарных затрат:
З = Зп + Зк,
где Зп – затраты, обусловленные активными потерями, связанными с потоками активных и реактивных мощностей; Зк – затраты на компенсирующие устройства.
При использовании БК принимают
Зk =ЗkQk,
где Зк – удельные затраты на БК, долл./квар в год; Q k – реактивная мощность компенсирующего устройства.
Для случая установки БК на подстанции целевая функция
З = P2 + Q2 / U2 ∙RC0 + Зk (Qн – Q), (15.30)
где Qн – начальная нескомпенсированная реактивная нагрузка подстанции; С0 – удельная стоимость активных потерь; R – эквивалентное активное сопротивление сети; Q = Qн – Qк – реактивная мощность, протекающая в сети после установки БК. Уравнение для определения мощности (назовем ее эквивалентной или остаточной):
dЗ /d Q = 2Q / U2 ∙ RC0 – Зк = 0, (15.31)
откуда
Q = Qэ = ЗкU2 / (2RC0) и Qк = Qн – Qэ. (15.32)
Для простоты расчета не были учтены влияния Qk и Q3 на U, так как
∆U ≈ Qx / U.
Полученное решение может быть проиллюстрировано с помощью кривых рис. 15.7.
Рисунок 15.7 - Определение оптимальных значений потребляемой Q |
Электроприемники напряжением до 1 кВ – значительные потребители реактивной мощности, следовательно, средства компенсации, в частности конденсаторы, по возможности, следует устанавливать в той же сети.
Поэтому выбор средств компенсации реактивной мощности от электроприемников до 1 кВ следует рассматривать одновременно с определением числа и мощности трансформаторов, числа и пропускной способности питающих линий.
Суммарную расчетную мощность конденсаторных батарей низшего напряжения (НБК), устанавливаемых в цеховой сети, рассчитывают по минимуму приведенных затрат в два этапа:
определение мощности НБК исходя из пропускной способности трансформатора;
определение дополнительной мощности НБК в целях оптимального
снижения потерь в трансформаторах и в сети напряжением 6–10 кВ предприятия.
Суммарная расчетная мощность н.к Q НБК:
Qн.к = Qн.к.1 + Qн.к.2, (15.33)
где Qн.к.l и Q н.к.2 – суммарные мощности НБК, определяемые на двух указанных этапах расчета;
Qн.к.1 = Qр – Qmaxт, (15.34)
где Qp – расчетная реактивная мощность за наиболее загруженную смену на напряжение до 1 кВ; Q maxт – наибольшая реактивная мощность, которую целесообразно передать через трансформаторы в сеть напряжением до 1 кВ,
Q maxт = √(Nk3Sном.т)2 – Pp2, (15.35)
где N – число трансформаторов; kз – рекомендуемый коэффициент загрузки трансформатора; Sном.т – номинальная мощность трансформатора; Рр – расчетная активная мощность технологически связанных нагрузок за наиболее загруженную смену.
Номинальная мощность трансформатора
Sном.т ≥ Pp2 / (k3N). (15.36)
Если в расчетах оказывается, что Qн.к.1 < 0, то установка батарей конденсаторов при выборе оптимального числа трансформаторов не требуется (принимается Q н.к.l = 0).
Qн.к.2 = Qр – Qн.к.1 – γNSном.т, (15.37)
где γ – расчетный коэффициент, определяемый в зависимости от схемы питающей сети и расчетных коэффициентов, зависящих, в свою очередь, от удельных приведенных затрат на установку батарей конденсаторов низшего и высшего напряжений, потерь активной мощности, параметров питающей линии и номинальной мощности трансформатора.
Если в расчетах оказывается, что Qн.к.2< 0, то установка батарей конденсаторов при определении дополнительной мощности с целью снижения потерь в трансформаторах и питающей сети не требуется (принимается Q н.к.2= 0).
Реактивная мощность, найденная по (15.33), распределяется между трансформаторами цеха пропорционально их реактивным нагрузкам.
Вопросы для самопроверки
1. Укажите физический смысл реактивной мощности и назовите ее источники в системах электроснабжения.
2. Выполните баланс реактивной мощности по уровням системы электроснабжения промышленных предприятий.
3. Сравните технические характеристики синхронных машин и батарей конденсаторов как источников реактивной мощности.
4. Обоснуйте экономическую необходимость компенсации реактивной мощности и энергии.
5. Назовите критерии оптимизации компенсации реактивной мощности.
6. Опишите особенности выбора компенсирующих устройств на основе нормативных документов.
Литература: [6, 7].
Дата добавления: 2016-02-11; просмотров: 2156;