Размещение компенсирующих устройств.

Определение мощности компенсирующих устройств.

Мощность компенсирующего устройства определяется по формуле:

Q_КУ=Q_M - Q_Э=Р_М*(tgj_M - tgj_Э),

где Pм,Qм - максимальные значения активной и реактивной мощности;

Qэ - реактивная мощность, которую может предоставить предприятию энергосистема;

tgj_M – фактический тангенс угла между током и напряжением;

tgj_Э - оптимальный тангенс угла между током и напряжением.

Мощность компенсирующего устройства для одного цеха определяется исходя из того, что оптимальный коэффициент мощности составляет 0,92 – 0,95.

Для того, чтобы у потребителей был экономический стимул к проведению мероприятий по компенсации реактивной мощности введена шкала скидок и надбавок к тарифу за электроэнергию. Другими словами для промышленных потребителей стоимость 1 кВт*ч не является строго определенной величиной. Она зависит от потребляемой реактивной мощности. Если промышленное предприятие повышает свой cosj, то потребляемая реактивная мощность снижается и стоимость 1кВт*ч уменьшается. Энергосистема, с которой расплачивается предприятие, контролирует потребляемую или реактивную мощность с помощью счетчиков.

С течением времени электрическая нагрузка изменяется, а вместе с ней изменяется и требуемое значение мощности компенсирующего устройства. Если изменения нагрузки значительны, то используют регулируемые компенсирующие устройства. Обычно это регулирование выполняется автоматически

Возможны два варианта размещения конденсаторов в электрической сети:

1. индивидуальная компенсация, т.е. установка конденсаторов непосредственно у каждого ЭП;

2. групповая компенсация, т.е. установка конденсаторов на распределительных пунктах и подстанциях.

Достоинства индивидуальной компенсации:

1. реактивная мощность уменьшается на всем протяжении электрической сети;

2. не требуется коммутационной аппаратуры для присоединения конденсаторов.

Недостатки индивидуальной компенсации:

1. малое использование конденсаторов, т.к. они отключаются вместе с ЭП;

2. количество конденсаторов получается очень большим, что приводит к увеличению затрат.

Индивидуальная компенсация допускается в редких случаях. Например, для крупных ЭП с очень низким cosj и с большим коэффициентом использования (индукционная печь низкой частоты).

Недостатки групповой компенсации:

1. реактивная мощность уменьшается лишь на определенном участке сети.

2. требуется коммутационная аппаратура для присоединения конденсаторов.

Групповая компенсация лишена недостатков, которые имеются у индивидуальной и в целом является более экономичной. На промышленных предприятиях широкое применение находят комплектные конденсаторные установки, которые размещают на КТП.

Урок №24

Практическое занятие №5 – Расчет средневзвешенного коэффициента мощности и компенсирующего устройства.

Задача №1

Исходные данные:

1. Цех работает в 3 смены.

2. Средняя активная мощность за максимально загруженную смену:

- для силовых ЭП Р_СМ.СИЛ=208,1 кВт;

- для освещения Р_СМ.ОСВ=4,5 кВт.

3. Средняя реактивная мощность за максимально загруженную смену:

- для силовых ЭП Q_СМ.СИЛ=157,2 кВАр;

- для освещения Q_СМ.ОСВ=1,48 кВАр.

Требуется произвести расчет годового расхода электроэнергии на шинах низкого напряжения.

Решение:

1. По таблице 2.20 стр.69 /1/ находим годовое число часов работы силовых ЭП Т_С и число часов горения ламп электрического освещения Т_О: Т_С=5870 ч; Т_О=4100 ч.

2. Определяем годовой расход активной электроэнергии для силовых ЭП:

W_А.Г.СИЛ= Р_СМ.СИЛ* Т_С=208,1*5870=1221547 кВт*ч

3. Определяем годовой расход активной электроэнергии для осветительных установок:

W_А.Г.ОСВ= Р_СМ.ОСВ* Т_О=4,5*4100=18450 кВт*ч

4. Определяем годовой расход активной электроэнергии по цеху:

W_{А.Г.ЦЕХА}= W_А.Г.СИЛ+ W_А.Г.ОСВ=1221547+18450=1239997 кВт*ч

5.Определяем годовой расход реактивной электроэнергии для силовых ЭП:

W_Р.Г.СИЛ= Q_СМ.СИЛ* Т_С=157,2*5870=922746 кВАр*ч

6. Определяем годовой расход реактивной электроэнергии для осветительных установок:

W_Р.Г.ОСВ= Q_СМ.ОСВ* Т_О=1,48*4100=6068 кВАр*ч

7. Определяем годовой расход реактивной электроэнергии по цеху:

W_{Р.Г.ЦЕХА}= W_Р.Г.СИЛ+ W_Р.Г.ОСВ=922746+6068=928832 кВАр*ч

Задача №2

Используя данные задачи №1, определить средневзвешенный коэффициент мощности:

Решение:

Для действующих предприятий средневзвешенный коэффициент мощности определяют по показаниям счетчиков активной и реактивной мощности за определенный промежуток времени.

На стадии проектирования его можно определить по формуле:

Задача №3

Исходные данные принимаются из задач №1 и №2. Кроме того, известны:

1. Максимальная активная мощность цеха – Р_М.ЦЕХА=233,8 кВт;

2. Максимальная реактивная мощность цеха – Q_М.ЦЕХА=158,68 кВАр.

Требуется произвести компенсацию реактивной мощности и расчет компенсирующего устройства.

Решение:

1. Определяем действительный тангенс угла между током и напряжением до компенсации:

Необходимо повысить коэффициент мощности до оптимального значения 0,95, которому соответствует оптимальный тангенс угла tgj_Э=0,3287.

2. Определяем мощность компенсирующего устройства:

Q_КУ= Р_М.ЦЕХА*(tgj_М - tgj_Э)=233,8*(0,6787-0,3287)=81,83 кВАр

3. По таблице 16-20 стр.25 /4/ выбираем комплектную конденсаторную установку типа ККУ0,38 – I, номинальная мощность которой составляет Q_КУ.НОМ=80 кВАр

4. Определяем коэффициент мощности после компенсации:

кВА

5. Выбираем силовой трансформатор с учетом компенсирующего устройства на стандартную мощность S_НОМ.Т=400 кВА.

Шкала номинальных мощностей трансформаторов: 10, 16, 25, 40, 63, 100, 160, 250, 400, 630, 1000, 1600, 2500 кВА.

6. Определяем коэффициент загрузки выбранного трансформатора:

Коэффициент загрузки должен находиться в пределах 0,6 - 0,8.

7. Определяем тарифную стоимость электроэнергии:

руб/(кВт*ч)

b=65 руб/кВА – стоимость 1 кВА присоединенной мощности;

m=0,6 руб/(кВт*ч) – стоимость 1 кВт*ч потребляемой энергии.

Значения b и m указываются в задании на курсовой проект.

8. Определяем тарифную стоимость электроэнергии до компенсации с учетом надбавки:

руб/(кВт*ч)

Коэффициент надбавки к ₁ был определен по таблице 9 – 1 стр.269 /5/: к ₁=6%.

Он определяется в зависимости от действительного тангенса угла между током и напряжением до компенсации tgj_М и оптимального тангенса угла между током и напряжением tgj_Э.

9. Определяем тарифную стоимость электроэнергии после компенсации с учетом скидки:

руб/(кВт*ч)

Коэффициент скидки к ₂ был определен по таблице 9 – 1 стр.269 /5/: к ₂= - 4%.

Он определяется в зависимости от действительного тангенса угла между током и напряжением после компенсации tgj и оптимального тангенса угла между током и напряжением tgj_Э. В данном случае tgj ₌ .

10. Определяем разность в тарифной стоимости электроэнергии:

q^’=q₁ – q₂=0,657 – 0,595=0,062 руб/(кВт*ч)

11. Определяем экономию стоимости электроэнергии от компенсации реактивной мощности:

N=W_{А.Г.ЦЕХА}* q^’=1239997*0,062=76879,81 руб.

12. Определяем эксплуатационные расходы на содержание компенсирующего устройства:

руб.

руб.,

где р_А и р_О – нормативные коэффициенты отчислений на амортизацию и обслуживание соответственно, значения которых были определены по таблице 2 – 1 стр.12 /5/;

К_КУ – стоимость конденсаторной установки (на сегодняшний день), руб.

13. Определяем время использования максимума нагрузок:

ч

По рисунку 2.24 стр.93 /1/ находим время максимальных потерь: t_max=3600 ч.

14. Определяем стоимость потерь электроэнергии в компенсирующем устройстве:

руб.

где DР^’ – удельные потери мощности в компенсирующем устройстве, кВт/кВАр, значение которых было определено по таблице 3.3 стр.117 /1/.

15. Определяем годовые эксплуатационные расходы:

С=С_А+С_О+С_П=1500+160+685=2345 руб.

16. Определяем срок окупаемости компенсирующего устройства:

года

17. Определяем величину разрядного сопротивления для компенсирующего устройства:

Ом

18. Выбираем лампу мощностью 15 Вт. Определяем сопротивление одной лампы:

Ом

19. Определяем количество ламп на одну фазу:

Принимаем три лампы на одну фазу (n=3).

В данном случае следует принимать ближайшее большее значение по сравнению с расчетным. Мощность лампы следует выбирать как можно меньшей, т.к. при увеличении мощности ламп увеличивается и их количество, что ведет к увеличению затрат и расхода электроэнергии.

Урок №25

Тема: «Внутризаводское и внутригородское распределение электроэнергии».

1. Конструктивное выполнение электрических сетей напряжением выше 1 кВ.

Дата добавления: 2017-02-01