Розрахунок потужності компенсаційних пристроїв

Однієї з найбільш ефективних заходів для зменшення втрат потужності є компенсація реактивної потужності, коли джерела реактивної потужності встановлюються поблизу споживачів. При цьому мережа вище підключення компенсуючи пристроїв (КП) розвантажується від протікання реактивної потужності. Це веде до зменшення струму в мережі і, як наслідок, до зменшення втрат активної потужності , зменшення втрат електроенергії , зменшення втрат напруги . Вибір потужності регламентується [3].

З економічної точки зору найбільш економічною є споживана реактивна потужність вузлом навантаження , яка визначається за формулою:

Для отримання економічного значення в мережі, що проектується, треба установити компенсуючи пристрої (КП) на підстанції на стороні низької напруги. Реактивна потужність компенсаційних пристроїв КП визначається за формулою:

` , (3.2)

де - максимальне значення реактивної потужності вузла навантаження.

Очевидно, що якщо , то необхідності в компенсації реактивної потужності немає.

Найчастіше на споживчих підстанціях для компенсаційних пристроїв КП використовуються конденсаторні батареї у виді комплектних установок типу КУ. Згідно [4] їхні потужності рівні: при вторинної (низької) напруги
=6 кВ – 0,3; 0,4; 0,45; 0,675; 0,9; 1,125; 1,35; 1,8; 2,7 МВАр;

при =10 кВ – 0,4; 0,45; 0,675; 0,9; 1,125; 1,35; 1,8; 2,7 МВАр.

У випадку , компенсаційних пристрій КП не встановлюється.

У подальших розрахунках варто враховувати не розрахункову потужність компенсаційних пристроїв , а встановлену .

Потужність споживачів після компенсації реактивної потужності в вузлі навантаження визначається:

.

Максимальна реактивна потужність підстанції визначається, МВАр:

-1=37,5

Розрахункова реактивна потужність компенсаційних пристроїв КП для підстанції визначається, МВАр:

=37,5-14=23,5

Визначивши розрахункове значення потужності компенсаційних пристроїв , необхідно підібрати комплектні конденсаторні установки для її реалізації, або визначити кількість окремих конденсаторів, якими розрахункова потужність компенсаційних пристроїв КП може бути реалізована. Якщо підстанція 2-х трансформаторна, то при виборі комплектних КП необхідно пам'ятати, що вони повинні бути рознесені на підстанції на дві секції шин зі сторони низької напруги 6-10 кВ, тобто їхня кількість повинна бути кратна двом. При визначенні кількості окремих конденсаторів, число їх повинне бути кратне 6, тому що вони будуть рівномірно рознесені по фазах і по секціях шин.

Таким чином, потужність компенсаційних пристроїв КП розподіляється нарівно на кожну секцію шин 6-10 кВ підстанції ПС, тобто кількість однотипних КП повинна бути кратна 2 при двообмоткових чи триобмоткових трансформаторах, чи автотрансформаторах, встановлюваних на підстанції ПС (наприклад, типу ТМ, ТМН, ТДН, ТДТН, АТДЦТН), і кратно 4 – при трансформаторах з розщепленою обмоткою нижчої напруги (типу ТРДН).

Вибираємо трифазні конденсаторні установки для напруги =10 кВ типу УК-6,3-1125 ЛУЗ,УК-10,5-900 ЛУЗ

(табл. А.3) потужністю

1= 1,125 2=0,9

МВАр.

Для трансформатора типу двообмоткового з розщепленням вторинної обмотки (присутня буква Р у позначенні типу) кількість установок повинна бути кратна 4 (два трансформатори на підстанції мають по дві розщепленні обмотки). Тому вибираємо кількість конденсаторних установок для підстанції.

1=16

2=4

шт.

Фактична потужність компенсаційного пристрою на підстанції, МВАр,

=16*1,125+4*0,9=21,6

Різниця між потрібною потужністю компенсаційних пристроїв і фактичною потужністю компенсаційних пристрою на підстанції

%=8,7

Реактивна потужність навантаження підстанції після компенсації, МВАр,

=37,5-21,6=15,9

4. Струми|токи| короткого замикання

Для вибору електроустаткування|електрообладнання|, апаратів, шин, кабелів, струмообмежувальних реакторів необхідно знати струми|токи| короткого замикання. При цьому досить уміти визначати струм|тік| трифазного короткого замикання в місці пошкодження|ушкодження|. При розрахунку визначають періодичну складову струму|току| короткого замикання для найбільш важкого|тяжкого| режиму роботи мережі|сіті|. Розрахунок|урахування| аперіодичної складової проводять|виробляють,справляють| приблизно, допускаючи при цьому, що вона має максимальне значення в даній фазі.

Розрахунок струмів|токів| при трифазному короткому замиканні проводять|виробляють,справляють| в наступному|слідуючому| порядку|ладі|:

1. Для даної установки складають розрахункову схему. Розрахункова схема - це однолінійна схема електроустановки з|із| вказівкою тих елементів і їх параметрів, які впливають на значення струму|току| короткого замикання і тому повинні враховуватися при виконанні розрахунків. Розрахункова схема установки повинна відображати|відбивати| нормальний режим роботи. На розрахунковій схемі (рис. 4.1) намічають розрахункові точки короткого замикання - так, щоб апарати і провідники потрапляли|попадали| в найбільш важкі|тяжкі| умови роботи. Виключенням|винятком| є|з'являються,являються| апарати в ланцюги|цепи| приєднань з|із| реактором, вибрані по струму|току| короткого замикання за реактором.

У приведених схемах передбачена роздільна робота трансформаторів по низькій стороні.

2. По розрахунковій схемі складають схему заміщення, замінюючи електромагнітні зв'язки електричними, джерела вводять|запроваджують| в схему заміщення як е.р.с. і опори, решта елементів – як опори. Розрахунок струмів|токів| короткого замикання можна вести як в іменованих, так і у відносних одиницях. У мережах|сітях| і установках напругою|напруженням| до 1000 В звичайно розрахунок проводять|виробляють,справляють| в іменованих одиницях. У установках напругою|напруженням| понад 1000 В прийнято всі опори короткозамкненого ланцюга|цепу| приводити|призводити,наводити| до базисних умов і виражати|виказувати,висловлювати| у відносних одиницях. Заздалегідь приймають базисну потужність (100 або 1000 МВА|). За базисну напругу|напруження| приймають середню номінальну напругу|напруження| () того ступеня|рівня|, на якому передбачається|припускається| коротке замикання. Таким чином, для кожної точки короткого замикання будуть свої базисні напруги|напруження| і струми |токи| .

, (4.1)

Складаємо схему заміщення для розрахунку трифазного к. з. для лінії і підстанції (рис. 4.1) і розраховуємо струм к. з. для початкового моменту часу і ударний струм к. з. при пошкодженні в точках К1 і К2. Початкові данні приведені на рис. 4.1 Струми к. з. у точці К1 визначаються для вибору апаратів у колі трансформатора з високою напругою = 110 кВ; у точці К2 - для вибору апаратів у колі трансформатора з низькою напругою =10 кВ. Трансформатор на підстанції з розщепленою вторинною обмоткою. Розрахунок виконати за умови необмеженої потужності живлячої системи у відносних одиницях.

Розрахунок за умови необмеженої потужності живлячої системи дозволяє визначати граничні можливі значення струмів короткого замикання в даній установці, що особливо важливо, якщо немає точних вказівок про подальший розвиток системи. Вибір електроустаткування по цих значеннях струмів короткого замикання дає гарантію в тому, що при будь-якому розвитку системи запроектовану установку не доведеться переобладнати, оскільки при будь-якій потужності системи дійсні значення струмів короткого замикання в установці будуть менше розрахункових.

Для спрощення розрахунків для кожного електричного ступеню замість дійсної напруги на шинах указуємо середню напругу , кВ, згідно шкалі: 770; 515; 340; 230; 154; 115; 37; 24; 20; 18; 15,75; 13,8; 10,5; 6,3; 3,15 [7].

Приймаємо для високої напруги

=115

кВ.

Приймаємо для низької напруги

=10,5

кВ.