Компенсация реактивной мощности

Прохождение в электрических сетях реактивных токов обуславливает добавочные потери активной мощности в линиях, трансформаторах, генераторах электростанций, дополнительные потери напряжения, требует увеличение номинальной мощности или числа трансформаторов, снижает пропускную способность всей системы электроснабжения.

Меры по снижению реактивной мощности:

• — естественная компенсация без применения специальных компенсирующих устройств;
• — искусственные меры с применением компенсирующих устройств.

К естественной компенсации относятся: упорядочение и автоматизация технологического процесса, ведущие к выравниванию графика нагрузки; создание рациональной схемы электроснабжения за счет уменьшения количества ступеней трансформации; замена малозагруженных трансформаторов и двигателей трансформаторами и двигателями меньшей мощности и их полная загрузка; применение синхронных двигателей вместо асинхронных; ограничение продолжительности холостого хода двигателей.

К техническим средствам компенсации реактивной мощности относятся: конденсаторные батареи, синхронные двигатели, вентильные статические источники реактивной мощности.

Определим величину компенсации реактивной мощности:

Qр.комп.=0,75*Qр=0,75*24,347= 18,26 кВАР Передача значительного количества реактивной мощности из энергосистемы к потребителям нерациональна по причинам того, что возникают дополнительные потери активной мощности и энергии во всех элементах электроснабжения, обусловленные загрузкой их реактивной мощностью, и дополнительные потери напряжения в питающих сетях.

Для компенсации реактивной мощности выбираем комплектную конденсаторную нерегулируемую установку напряжением 0,38 кВ.

Таблица

В результате компенсации измениться Sр и Sм.

Выбор числа и мощности силовых трансформаторов Для преобразования и распределения электроэнергии, получаемой от энергосистем, в системах электроснабжения промышленных предприятий используют главные понизительные и цеховые подстанции. На всех подстанциях для изменения напряжения переменного тока служат силовые трансформаторы.

Трансформаторы бывают масляные и воздушные. Масляные устанавливаются в открытых распределительных устройствах, они обладают хорошим отводом тепла от обмоток и сердечника, хорошей диэлектрической пропиткой изоляции, надежной защитой активных частей от взаимодействия окружающей среды, дешевизной, их недостаток — возможность возникновения пожара и взрыва, при случайном повреждении изоляции. Сухие трансформаторы устанавливаются внутри помещений.

По способу регулирования вторичного напряжения трансформаторы делятся на:

• — регулируемые при помощи переключения отводов первичн00ой обмотки при отключенном трансформаторе;
• — регулируемые под нагрузкой.

В механическом цехе потребители первой, второй и третьей категории надежности электроснабжения, значит устанавливаем два трансформатор.

По ПУЭ пункт 1.2.21: для электроприемников третьей категории электроснабжение может выполняться от одного источника питания при условии, что перерывы электроснабжения, необходимые для ремонта или замены поврежденного элемента системы электроснабжения, не превышают одних суток.

Выбор номинальной мощности трансформатора производится исходя из расчетной максимальной нагрузки объекта электроснабжения с учетом допустимой аварийной перегрузки:

Sмакс — полная мощность нагрузки, с учетом компенсации;

К12 — коэффициент, учитывающий долю потребителей первой и второй категории в общей нагрузке потребления;

Ка — коэффициент допустимой аварийной перегрузки, Ка=1,4;

n — число трансформаторов на подстанции.

Но так как у меня один трансформатор, то формула будет выглядеть так:

Выбираем ближайшие стандартные трансформаторы со следующими номинальными мощностями: 250 кВА и 400 кВА.

Рассмотрим первый вариант: трансформатор мощностью 250 кВА. Загрузка трансформатора в нормальном режиме.

То есть трансформатор будет иметь запас по мощности.

Рассмотрим второй вариант: трансформатор мощностью 1000 кВА. Загрузка трансформатора в нормальном режиме.

Возьмем первый вариант.

Определение требуемых сечений питающих и распределительных кабелей Сечение питающего кабеля от ГПП до трансформатора выбирается по допустимой плотности тока:

Расчетный ток питающего кабеля:

А Экономическая плотность тока — нормированное значение для заданных условий работы, определяем по ПУЭ, табл. 1.3.36.

Время использования максимума нагрузки принимаем, Тм = 1000…3000 ч/год.

Принимаем, кабель с бумажной изоляцией: Jэк = 1,6 А/мм2.

Экономически целесообразное сечение.

qпр мм2.

Так как для силового кабеля установлено сечение проводника не менее 36 мм², то принимаем: qпр = 50 мм² .

Максимальный ток, который может протекать по кабелю, определяем по ПУЭ, таб. 1.3.16: Iкаб = 140А.

По сечению и номинальному напряжению Uном = 10 кВ производим выбор марки кабеля по [1, стр. 47]: кабель с бумажной пропитанной изоляции ААШв 36*3/10, длина кабеля 1,5 км.

До ТП прокладываем алюминиевый кабель в траншее. Прокладку в траншее применяют в случаях малой вероятности повреждения кабелей землеройными механизмами, коррозией и блуждающими токами.

Достоинства траншейной прокладки:

• — малая стоимость линий;
• — хорошие условия охлаждения кабеля.

Недостатки этого вида прокладки:

• — меньшая надежность по сравнению с другими видами прокладки;
• — неудобство осмотров.

Распределительный кабель от трансформатора до щитовой выбирается по допустимой плотности тока.

Расчетный ток распределительного кабеля.

А До щитовой также прокладываем алюминиевый силовой кабель в траншеях.

Сечение определяем по ПУЭ, табл. 1.3.5: прокладываем открыто кабель с сечением токопроводящей жилы q = 400 мм² .

По сечению и номинальному напряжению Uном = 0,4 кВ производим выбор марки кабеля по [1, стр. 48]: силовой кабель с пластмассовой изоляцией АПВГ (число жил: 3, сечение основных жил = 400 мм2).

Длина кабеля от трансформатора до щитовой l = 90 м.

Произведем проверку на допустимую просадку напряжения:

Согласно ПУЭ допустимая потеря напряжения в линии электропередач должна быть не более 5%.

Активное и индуктивное сопротивление алюминиевой жилы выбираем по номинальному сечению жилы q = 95 мм², определяем по [6 стр. 54, табл. 3.5]: активное сопротивление:

Ом/км*0,090 км = 0,03 Ом индуктивное сопротивление:

Ом/км*0,090 км = 0,0055 Ом полное сопротивление:

определим падение напряжения:

Следовательно, кабель выбран правильно и проверку на допустимую просадку напряжения прошел.