Размещение компенсирующих устройств в электрических сетях

После определения оптимального значения мощности КУ решается вопрос об их размещении в электрических сетях промышленного предприятия. Рациональное размещение КУ зависит от соотношения мощностей СД и АД, установленных в сетях 6−10 кВ. Наибольший эффект достигается при установке КУ вблизи ЭП с наибольшим потреблением реактивной мощности, так как это приводит к максимальному снижению потерь мощности и электроэнергии.

В электрических сетях напряжением до 1 кВ наибольшее распространение в качестве средств компенсации реактивной мощности имеют батареи статических конденсаторов (КБ). Нерегулируемые КБ мощностью не менее 30 квар устанавливаются, как правило, в цехах у силовых шкафов или присоединяются к магистральному шинопроводу (групповая компенсация). Индивидуальная компенсация с помощью КБ целесообразна лишь у крупных ЭП 0,4−0,69 кВ с относительно низким коэффициентом мощности и большим числом часов работы в году.

Установка КБ напряжением до 1 кВ в помещении ТП или на головном участке магистрального шинопровода ТП является централизованной компенсацией и допускается только в тех случаях, когда установка КБ в цехе невозможна по условиям пожаро — и взрывоопасности цеха.

Места установки регулируемых КБ в сетях напряжением до 1 кВ определяют с учётом требований энергосистемы, предъявляемых к регулированию напряжения в сетях. Число и мощность ступеней регулирования следует определять на основании существующего графика нагрузок промышленного предприятия.

При размещении цеховых групповых КУ напряжением до 1 кВ следует, стремится к тому, чтобы их мощность по возможности определялась реактивными нагрузками силовых РШ или шинопроводов, к которым эти КУ присоединяются.

Рассмотрим размещение КБ в сетях напряжением до 1 кВ при отсутствии в этих сетях СД. Распределение мощностей КБ в таких сетях зависит от структуры сети — радиальная (рис. 7, а) или магистральная (рис. 7, б). В радиальной сети от шин 0,4−0,69 кВ ТП отходят п радиальных линий, питающих п силовых шкафов с реактивными расчётными нагрузками. Распределение мощностей КБ, квар, в такой сети производится по формуле.

(27).

где — искомая мощность КБ в данном узле подключения, квар; -суммарная распределяемая мощность КБ, полученная в результате технико-экономического расчёта, квар; -сопротивление радиальной линии длинной, сечением, питающей узел присоединения нагрузок, Ом; -эквивалентное сопротивление сети напряжением до 1 кВ, Ом, определяемое по формуле:

(28).

где — сопротивление участков радиальной сети, Ом.

Определение местоположения КБ для компенсации реактивной мощности рассмотрим в примерах 2, 3.

Пример 2 Схема питания нагрузок 0,4 кВ показана на (рис. 8). Реактивные мощности шкафов Суммарная мощность КБ на стороне 0,4 кВ .Из сети 10 кВ передаётся компенсирующая реактивная мощность. Требуется правильно разместить КУ между силовыми шкафами (на рис. 8 и 9 r-в Омах; Q-в киловольт-амперах).

Решение. Определяем эквивалентное сопротивление сети по (28):

.

тогда вся реактивная мощность, передаваемая из сети 10 кВ, распределяется между РШ1-РШ4 по (27):

Расчётная мощность КБ, устанавливаемых около шкафов РШ1-РШ4,.

Номинальные мощности ККУ типа УКБН-0,38 принимаем по (табл. 1). Ближайшие к расчётным значениям мощности будут: 100, 150, 200 и 450 квар. С учётом этих значений применяем стандартные значения мощности: Шкафы ККУ устанавливаются рядом с распределительными шкафами РШ1-РШ4. Суммарная мощность КБ.

.

т.е. несколько больше расчетного (заданного) значения 700 квар. Следовательно, мощность КУ между силовыми шкафами размещена правильно.

На (рис. 7, б) показана схема распределения КУ в магистральной сети с ответвлениями большой длинны. Нагрузки и КУ присоединяются к ответвлениям от магистрального шинопровода 0,4 кВ. В этом случае размещение КБ производится с учётом сопротивлений ответвлений. Эквивалентное сопротивление сети для каждой точки ответвления определяется с конца шинопровода, Ом,.

. (29).

реактивный конденсаторный электрический Пример 3 Схема питания нагрузок 0,4 кВ, значения расчётных реактивных мощностей, сопротивления ответвлений от шинопровода и сопротивления участков шинопровода показана на (рис. 9). Суммарная расчётная мощность КБ на стороне 0,4 кВ. Из сети 6 кВ передаётся реактивная мощность .

Определить оптимальные значение мощности КБ, присоединяемых к силовым шкафам РШ1-РШ4.

Решение Определяем сначала эквивалентные сопротивления сети для всех четырёх ответвлений с конца магистрального шинопровода. Для ответвления от точки 3, для которой и, по (29) определяем:

Для ответвления от точки 2, для которой и :

Аналогично для ответвления от точки 1:

Определяем по (5.27) реактивную мощность, передаваемую со стороны 6 кВ по ответвлению 1 на шкаф РШ1:

тогда для полной компенсации на стороне 0,4 кВ мощность КБ в узле шкафа РШ1.

По (табл. 1) выбираем ККУ типа УКБН-0,38 со стандартной мощностью .

В этом случае в ответвление 1 будет передаваться мощность:

а не 91 квар и на участке токопровода 1−2 мощность будет равна:

Реактивная мощность, передаваемая в ответвление 2,.

Мощность КБ для шкафа РШ2.

Примем. На участке 2−3 передаётся реактивная мощность:

и в ответвлении 3:

Реактивная мощность КБ в точке подключения шкафа РШ3.

Принимаем по (табл. 1) ККУ типа УКБН-0,38 со стандартной мощностью тогда в ответвление 3 будет передаваться мощность:

На участке токопровода 3−4, следовательно, Для её компенсации выбираем конденсаторную батарею.

Таким образом, суммарная мощность всех КБ определяется:

т.е. примерно равна заданной мощности.

Следовательно, к силовым шкафам РШ1-РШ4 присоединены оптимальные мощности КБ.