Анализ баланса реактивной мощности

После определения , , составляется баланс реактивной мощности на границе балансового разграничения с энергосистемой:

, (7.17)

Если < 0, то рекомендуется уменьшить значение , до обеспечения условия = 0. При > 0 рассматривается возможность получения дополнительной реактивной мощности от следующих источников:

1) синхронных двигателей мощностью до 2500 кВт и если располагаемая мощность этих двигателей не используется полностью при потреблении из энергосистемы экономического значения ;

2) БНК. дополнительно устанавливаемых сверх ;

3) БВК, устанавливаемых в узлах нагрузки 6 - 10 кВ;

4) энергосистемы, величина которой превышает экономическое значение = .

Целесообразность более полного использования реактивной мощности от синхронных двигателей мощностью 2500 кВт и определяется по табл. П23 с учетом следующих положений.

Для предприятии с 1-. 2-, 3-сменной работой затраты на генерирование реактивной мощности синхронными двигателями сопоставляются с затратами на потребление реактивной мощности из энергосистемы, превышающее экономическое ее значение, и на генерирование реактивной мощности установками БНК. При этом используются следующие соотношения:

и (7.18)

Для предприятий с непрерывным режимом работы затраты на генерирование реактивной мощности синхронными двигателями сопоставляются с затратами на потребление реактивной мощности из энергосистемы, превышающее экономическое значение, и на генерирование реактивной мощности установками БВК. Соответствующие этому соотношения:

и (7.19)

В указанных соотношениях - удельная стоимость потребления реактивной мощности и энергии из энергосистемы , превышающее экономическое значение;

и - удельные затраты на компенсацию реактивной мощности установками БНК и БВК, руб./квар.

Удельная величина для потребителей, имеющих приборы учета максимальной реактивной мощности:

, (7.20)

где - плата за 1 квар потребленной из энергосистемы реактивной мощности, превышающей экономическое значение, =3,6

- плата за 1 квар ч реактивной энергии для потребителей, имеющих приборы учета d₂ = 0,09 коп ;

– годовое число часов использования масимальной реактивной мощности при потреблении из энергосистемы, превышающем экономическое значение. Величина определяется по формулам (7.12) и (7.13) при значениях

(7.21)

где - потребление из энергосистемы реактивной мощности, превышающее экономическое значение.

Удельные затраты на компенсацию реактивной мощности конденсаторными установками БНК и БВК:

(7.22)

(7.23)

где , , - удельная стоимость батарей БНК, БВК и выключателя 6 - 10 кВ. Их значения можно принять:

= 7,5... 10,5 руб./квар,

= 3,7...4,9 руб./квар,

= 0,5... 3 руб./квар - для камер КСО,

= 0,9... 5.1 руб./квар - для камер КРУ.

Значения , , должны быть откорректированы в связи с увеличением стоимости компенсирующих устройств на текущий период времени.

Значения и определяются следующим образом:

(7.24)

(7.25)

где и - удельные потери активной мощности в установках БНК и БВК, принимаемые разными: = 0,004 кВт/квар; = 0,002 кВт/квар.

По найденному наименьшему значению R определяется из табл. П23 коэффициент .

С учетом номинальной реактивной мощности синхронных двигателей:

(7.26)

Если значение R окажется меньше рассчитанного по формуле (7.10). то величина .

Результирующее значение используемой реактивной мощности от синхронного двигателя

. (7.27)

Снова составляется баланс реактивной мощности:

, (7.28)

Если > 0, то для предприятий с 1-, 2-, 3-сметой работой рассматривается целесообразность дополнительной установки БНК мощностью . С этой целью определяется значение экономически целесообразной реактивной мощности которую можно передать через цеховые трансформаторы в сеть до 1 кВ, но критериям минимальных активных потерь в сети 6 - 10 кВ, стоимости БНК и стоимости потребляемой реактивной мощности (энергии) из энергосистемы.

При потреблении из энергосистемы мощности превышающем экономическое значение:

(7.29)

Расчетная величина А, входящая в (7.29), определяется по выражению:

, (7.30)

где - удельная стоимость потерь активной мощности и энергии при передаче реактивной мощности во внутризаводскую сеть;

- эквивалентное сопротивление сети 6 - 10 кВ (от шин РП, ГПП до шин 0,4 кВ цеховых ТП);

— номинальное напряжение сети 6 - 10 кВ.

Значение удельной стоимости активных потерь определяется по формуле

. (7.31)

где - число часов максимальных потерь при передаче реактивной мощности

для ≤ К_м

(7.32)

для > К_м

(7.33)

При передаче реактивной мощности, нс превышающей экономическое значение, определяется, как и в (7.12) и (7.13); при передаче реактивной мощности, превышающей экономическое значение, - согласно (7.20).

Эквивалентное сопротивление сети 6 - 10 кВ

(7.34)

где - активное сопротивление схемы замещения трансформатора, Ом;

- удельное сопротивление кабельной линии, Ом/км;

- количество цеховых трансформаторов.

Величину для трансформаторов 10 кВ можно определить по табл. 7.1.

Таблица 7.1.

Тип трансформатора	, Ом для

ТМ3	1,91	1,08	0,64	0,38
ТС3	1,79	1,02	0,59	0,23

Значения на данном расчетном этапе могут быть определены ориентировочно, т.к. формирование внутризаводской сети 6 - 10 кВ к началу расчетов по компенсации реактивной мощности не завершено. Кроме того, сама электрическая сеть не всегда выполняется кабелями одинакового сечения. Следовательно, можно предложить лишь некоторые рекомендации, позволяющие хотя бы ориентировочно оценить величину .

Практика расчетов показывает, что для питания цеховых трансформаторов мощностью 630, 1000 кВА нередко используется кабель с алюминиевыми жилами 50 мм², для которого =0,625 Ом/км. Трансформаторы мощностью 1600 кВА и 2500 кВА могут подключаться к центру питания кабелями 70 мм² и 95 мм², для которых = 0,447 Ом/км и = 0,329 Ом/км соответственно.

Средняя длина распределительной лини

(7.35)

где L - суммарная длина распределительных линий 6-10 кВ, км.

Если полученное по (7.29) значение <, 0, то принимается = , но не более . При > принимается = 0. Для условия < значение , но не более .

В случае необходимости дополнительной установки БНК общая установленная мощность их на предприятиях с 1-, 2-, 3-смейной работой определяется по формуле

. (7.36)

Повторно составляется и анализируется баланс реактивной мощности:

, (7.37)

При = 0 расчеты по компенсации заканчиваются. Если < 0, то рекомендуется уменьшить мощность . Для случая, когда > 0, недостающая реактивная мощность, превышающая экономическое значение, должна потребляться из энергосистемы.

Для предприятий с непрерывным режимом работы, когда > 0, в первую очередь рассматривается целесообразность установки БВК 6 - 10 кВ, мощность которых

(7.38)

Затраты на установку БВК должны сопоставляться с затратами на передачу из энергосистемы реактивной мощности, превышающей экономическое значение:

. (7.39)

При условии, что < , установка БВК на таких предприятиях целесообразна. Если > , экономически выгодно потреблять реактивную мощность из энергосистемы.

Задачи

7.1. Предприятие с двухсменной работой питается от подстанции напряжением 110/10 кВ и имеет расчетную активную нагрузку = 4.5 МВт. Определить для предприятия значение .

7.2. Определить мощность низковольтных батарей конденсаторов для группы цехов машиностроительного предприятия, расчетные нагрузки которых составляют:

вариант а

- механический цех: = 2200 кВт, = 3100 квар;

- агрегатный цех: = 1800 кВт, = 2000 квар;

- термический цех: = 2300 кВт, = 2600 кеар;

- сборочный цех: = 1300 кВт, = 1500 квар_;

вариант б

- инструментальный цех: = 800 кВт, = 900 квар;

- ремонтный цех: = 400 кВт, = 500 квар;

- электролизный цех: = 450 кВт, = 250 квар;

- покрасочный цех: = 600 кВт, = 500 квар.

7.3. На предприятии с двухсменным режимом работы используются четыре синхронных электродвигателя ( = = 1600 кВт, , U_н = 10 кВ, = 0,88). Определить суммарную реактивную мощность, которую экономически целесообразно получать от синхронных двигателей. Электроснабжение предприятия осуществляется от ГПП-220/10 кВ.

7.4. На предприятии с трехсменным режимом работы используются четыре синхронных электродвигателя. Один из них имеет номинальные параметры: = 3 МВт, , U_н = 10 кВ, = 0,89. Остальные электродвигатели имеют одинаковые параметры: = 1,25 МВт, , U_н = 10 кВ, = 0,87. Электроснабжение предприятия осуществляется от ТЭЦ на напряжении 10 кВ. Определить суммарную реактивную мощность, которую экономически целесообразно получать от всех синхронных электродвигателей.

7.5. На предприятии с двухсменным режимом работы установлены два синхронных электродвигателя с номинальными параметрами: = 1,26 МВт, , U_н = 10 кВ, = 0,89. Электроснабжение предприятия с расчетной реактивной нагрузкой = 4,5 Мвар осуществляется от подстанции 110/10 кВ. Составить и проанализировать баланс реактивной мощности по предприятию, для которого 1,3 Мвар; Q_HK_: = 1,2 Мвар.

7.6. Результаты анализа баланса реактивной мощности по предприятие показали, что > 0. Определить величину дополнительной реактивной мощности , которую могут генерировать два синхронных двигателя (исходные данные из задачи 7.5). Составить и проанализировать баланс реактивной мощности по предприятию.

7.7. Расчетная нагрузка предприятия с двухсменным режимом работы, питающегося от ГПП-220/10 кВ, составляет. = 3,5 МВт, = 43 Мвар. Анализ баланса реактивной мощности по предприятию показал, что 870 квар и = 630 квар. Определить величины дополнительной реактивной мощности низковольтных батарей конденсаторов и .

7.8. Предприятие с расчетными нагрузками = 6000 кВт, = 7000 квар имеет непрерывный режим работы и питается от ГПП-220/10 кВ. Анализ балансов реактивной мощности показал, что =1200 квар, 900 квар. Осуществить дополнительные мероприятия по компенсации реактивной мощности на предприятии.

Пример. Предприятие с двухсменным режимом работы имеет расчетные нагрузки =2300 кВт, = 2800 квар, = 900 квар.

После частичной реконструкции предприятия активная расчетная нагрузка осталась практически неизменной, а реактивная возросла на 20 %.

Выполнить необходимые мероприятия по дополнительной компенсации реактивной мощности. На предприятии установлено 6 цеховых трансформаторов (S_н =630 кВA, U_н =10/0,4 кВ). Мощность низковольтных батарей конденсаторов =800 квар.