Расчет компенсирующих устройств, выбор числа и мощности питающих трансформаторов

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 и сварочных аппаратов.

К техническим средствам компенсации реактивной мощности относятся:

• — конденсаторные батареи;
• — синхронные двигатели (СД);
• — вентильные статические источники реактивной мощности.

Основными потребителями реактивной мощности являются асинхронные двигатели и индукционные печи.

Конденсаторы по сравнению с СД обладают следующими преимуществами: простотой эксплуатации вследствие отсутствия вращающихся частей; простотой монтажных работ вследствие малой массы; малыми потерями активной мощности на выработку реактивной (2,5…5 Вт/квар). К недостаткам конденсаторов относят: зависимость генерируемой реактивной мощности от напряжения, недостаточную стойкость токам КЗ и перенапряжениям, чувствительность к искажениям формы кривой подводимого напряжения, невозможность плавного изменения мощности конденсаторной установки.

Исходные данные для выбора компенсирующего устройства приведены в таблице 2.1.

Таблица 2.1 Нагрузки на шинах низшего напряжения без компенсирующего устройства.

Для выбора компенсирующих устройств определяем расчетную мощность КУ:

где Qкр — расчетная мощность КУ, квар;

— коэффициент, учитывающий повышение cosц естественным способом, принимается 0,9;

tgц, tgцkкоэффициенты реактивной мощности до и после компенсации.

Принимается cos цk = 0,95, тогда tgц k = 0,33.

Qкр = 0,9 *656* (0,72 — 0,33) = 230 кВАр.

По [4, c. 230, табл. 31.24) выбираем 5 конденсаторов типа КСК1 — 0,38 — 50 — 3УЗ мощностью 50 квар каждый, тогда Qкр = 5×50= 250 кВАр.

Определяем фактические значения cosцk и tgцk после компенсации реактивной мощности.

tgцk = tgц — Qкр/ Pм,;

tgцk = 0,72×250/0,9×656 = 0,36; тогда cosцk = 0,94.

Результаты расчетов заносим в таблицу 2.2.

Определяем потери в трансформаторе, результаты заносим в таблицу 2.2.

Рт = 0,02 Sнн = 0,02 *575,8 = 11.5 кВт;

Qт = 0,1 Sнн = 0,1×575,8 = 57,58 кВАр;

Sт = 58,7 кВА;

Таблица 2.2 Нагрузки на шинах высшего напряжения с компенсирующем устройством.

Определяем расчетную мощность трансформатора с учетом потерь.

Sт > Sр = 0,7 Sвн = 0,7 * 872 = 610,9 кВА.

По [5, c. 100, табл.6.1] выбираем трехфазный масляный трансформатор типа ТМ — 630/ 10 / 0,4: Р = 630 кВА U1н = 10 кВ U2н = 0,4 кВ;

Рассчитываем коэффициент загрузки трансформатора:

Кз = Sнн/ Sт;

Кз = 575,8 /2* 630 = 0,47.

что соответствует рекомендованным значениям.