Электроснабжение завода по производству огнеупоров (стр. 14 из 18)

а) Синхронных компенсатор - это специальные машины, служащие для компенсации реактивной мощности в большом количестве Р_удСК=11¸30 кВт/Мвар

б) Синхронные двигатели (Р_удСД = 9кВт/Мвар);

в) Батареи конденсаторов - специальное устройство для компенсации реактивной мощности, батареи конденсаторов могут быть высоковольтные и низковольтные. (Р_удБК = 4,5кВт/Мвар),

В данном проекте для компенсации реактивной мощности используются низковольтные конденсаторные батареи. Это наиболее распространенный способ компенсации активной мощности в промышленных электросетях, для таких конденсаторов принят термин "конденсаторы для повышения коэффициента мощности" или просто "конденсатор". Широкое применение конденсаторов для компенсации реактивной мощности объясняется значительными преимуществами по сравнению с другими существующими в промышленности способами компенсации реактивной мощности, а именно: более высоким к. п. д., иначе говоря малыми удельными потерями активной мощности, не превышающими 0,5% на 1 квар компенсирующего устройства (в синхронных компенсаторах эта величина составляет 10% номинальной мощности компенсатора, а в синхронных двигателях 7%), отсутствием вращающихся частей, простотой монтажа и эксплуатации, сравнительно невысокими капиталовложениями, широкой возможностью установки в любых точках электросети, отсутствием шума во время их работы, отсутствием необходимости в уходе и наблюдения за их работой и др.

2.2 Определение мощности батарей конденсаторов

В настоящем проекте производится расчет автоматического регулирования мощности конденсаторных установок на стороне низкого напряжения ТП6. Расчет выбора мощности батарей конденсаторов ведутся согласно "Указаний по проектированию компенсации реактивной мощности в электрических сетях промышленных предприятий.

Из условия баланса реактивной мощности на шинах 0,4 кВ определим величину Q_нбк₁:

Q_нбк₁+Q₁=Q_p_0,4, кВар, отсюда

Q_нбк₁=Q_p_0,4-Q₁, кВар,

Q_нбк₁=5801-4064,7=1736 кВар,

где Q₁ - мощность, которую целесообразно передать через трансформаторы в сеть напряжением до 1 кВ; Q_p_0,4 - суммарная расчетная реактивная нагрузка. Дополнительная мощность Q_нбк₂ для данной группы трансформаторов определяется по формуле:

Q_нбк₂=Q_p_0,4 - Q_нбк₁ - · N_TЭ - S_HT= 5801-1736-0,9×11×1000= - 5835 кВар;

где =0,90 - расчетный коэффициент;

= f (K₁,K₂, сx. питания ТП).

K₁=14; K₂=2 - для трансформаторов мощностью S_HT=1000 кВА.

Так как Q _нбк₂<0, тo принимаю Q_нбк₂=0, отсюда следует, что

Q_нбк=Q_нбк₁+Q_нбк₂=1736+0=1736 кВар.

Определим мощность одной батареи конденсаторов, приходящуюся

на каждый трансформатор:

Выбираем конденсатор УКБН-0,38-200-50 УЗ.

Распределим Q_нбк по ТП пропорционально их мощностям.

Для ТП1,2

Q_рТП1,2=2167,2 кВар Q_рнбк=х,

тогда

то фактическая реактивная мощность

Q_фТП_1,2= (4×150) + (4×20) =680 кВар,

а не скомпенсированная мощность равна

Q_неск= Q_рТП_1,2 - Q_фТП_1,2=2167,2-680=1487,2 кВар.

Для ТП3,4

Q_рТП_3,4=2197,2 кВар Q_рнбк=х,

тогда

то фактическая реактивная мощность равна

Q_фТП_3,4= (4×150) + (4×20) =680 кВар,

а не скомпенсированная мощность равна

Q_неск= Q_рТП_3,4 - Q_фТП_3,4=2197,2-680=1517,2 кВар.

Для ТП5,6

Q_рТП_5,6=1474,4 кВар Q_рнбк=х,

тогда

то фактическая реактивная мощность равна

Q_фТП_5,6= (4×150) =450 кВар,

а не скомпенсированная мощность равна

Q_неск= Q_рТП_5,6 - Q_фТП_5,6=1474,4-450=474,4 кВар.

Уточненное распределение Q_нбк по ТП сведем в таблицу 2.1

Таблица 2.1

№ТП	Q_рТП, кВар	Q_рнбк, кВар	Q_фТП, кВар	Q_неск, кВар
ТП1, ТП2	2167,2	648,6	680	1487,2
ТП3, ТП4	2197,2	657,5	680	1517,2
ТП5, ТП6	1474,4	441,2	450	1024,4
Итого	5838,7	1747,3	1810	4028,7

2.3 Размещение конденсаторов и автоматизации их работы

После выбора мощности компенсирующих устройств необходимо рассмотреть вопрос о размещении их в пределах цехов. Расчет ведем для ТП № 6, питающая цеха № 12,14, и для ГПП.

Потери активной мощности в конденсаторах определяются по формуле

DP=tg8Q, кВт(2.2)

где Q - мощность конденсаторной установки, кВар;

tgd - удельные потери, для конденсаторов.

Рассчитаем потери активной мощности в низковольтной батарее конденсаторов

DРнбк=0,004×5400=1,8 кВт.

Зная, что график нагрузок неравномерный при двухсменной работе завода необходимо установить на стороне 0,4 кВ конденсаторные установки со ступенчатым автоматическим регулированием их мощности.

Количество ступеней регулирования следует выбирать не более трех-пяти с одинаковой или различной мощностью, а мощность ступеней должна соответствовать изменению по графику. Также необходимо определить последовательность коммутационных операций, которая может быть выполнена по одному из следующих исполнений:

1) Применение одинаковых по мощности конденсаторных установок, например: 100: 100: 100 кВар и т.д.;

2) По мощности, отличающейся в арифметической прогрессии, например 100: 200: 300: 400 кВар и т.д.;

3) По мощности, отличающейся в геометрической прогрессии, Например 100: 200: 400: 800 кВар и т.д.;

4) Смешанные комбинации из различных мощностей.

В первом исполнении - это простая схема автоматики, так как включение и отключение конденсаторной установки происходит последовательно. Но при определенной мощности регулирования количество выключателей равно количеству одинаковых конденсаторных установок и соответственно числу ступеней. Во втором и третьем исполнениях количество выключателей и конденсаторных установок меньше, а число ступеней Iнамного больше.

Наиболее экономична и целесообразна схема регулирования при применении мощности конденсаторных установок, отличающихся по геометрической прогрессии. В этом случае при меньшем количестве выключателей Iчисло ступеней регулирования увеличивается.

3. Расчет для низковольтной батареи конденсаторов

Так как мощность низковольтной батареи конденсаторов равна 200 кВар, количество ступеней две. Последовательность коммутационных операций - применение одинаковых по мощности конденсаторных установок 100: 100 кВар. Составим схему последовательности коммутационных операций при автоматическом регулировании рисунок 3.1, соответственно графику нагрузки отделения механического цеха рисунок 3.2, нанесем на нем линию Q_нбки результирующую реактивную мощность на шинах 0,4 кВ которую найдем по формуле (3.4)

Q_рез= Q_{х -}Q_нбк_. (3.3)

Отклонение напряжения от номинальных значений происходят из-за суточных, сезонных и технологических изменений электрической нагрузки потребителей, изменения мощности источников реактивной энергии, регулирования напряжения на генераторах электростанций и в узлах сети, изменения схемы и параметров электрических сетей.

Поэтому при включении конденсаторов в сеть нужно учесть регулирующий эффект. Включение одной ступени конденсаторной установки дает "добавку" напряжения равной, в %:

DU_нбк= QХ_с/0,4U^2, (3.4)

где Q - реактивная мощность секции конденсаторной установки, кВар;

U - линейное напряжение сети, кВ;

Х_с- реактивное сопротивление элементов сети, ближайших к установке, Ом.

Потери напряжения, в процентах, на отдельных участках цепи:

DU_л= (PR+QХ) /0,4U^2, (3.5)

где Р и Q - активная и реактивная мощность, кВт и кВар;

R и Х - активное и реактивное сопротивление участка, Ом;

U - номинальное напряжение участка цепи.

Значения X, R, P, Q рассчитаны выше в разделе 1.

Отклонение напряжения в точке Х сети в момент времени t после подключения НБК определяем по формуле

DU_х= DU_нбк-DU_л. (3.6)

Решение занесем в таблицу 3.2

Составим график DU рисунок 3.3

Автоматическое регулирование производится по времени суток с коррекцией по напряжению. Принципиальная схема показана на рисунке 2.4

В данной схеме используются электровторичные сигнальные часы типа ЭВЧС и реле минимального напряжения. Эта схема предусматривает сочетание схем автоматического регулирования по времени суток и напряжению и работает следующим образом. Если после включения ЭВЧС конденсаторной установки в заданное время суток окажется, что напряжение будет повышенное, то реле напряжения 1Н отключит конденсаторную установку.