| |||||
МЕНЮ
| Компенсация реактивной мощностиКомпенсация реактивной мощности
САМАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ РЕФЕРАТ ПО ДИСЦИПЛИНЕ НА ТЕМУ Выполнил: студент IV курса Заочного факультета, группы1А Поляков А.В. Проверил: Брятов А.С. САМАРА 2004 Содержание: 1. Реактивная мощность………………………………………………стр. 2 2. Компенсация реактивной мощности……………………………...стр. 2 1. Потребители реактивной мощности и меры по её уменьшению……………………………………………………...стр. 2 3. Средства компенсации реактивной мощности………………….стр. 4 1. Конденсаторные батареи…………………………………….стр. 5 2. Синхронные двигатели………………………………………стр. 7 3. Синхронные компенсаторы…………………………………стр. 9 4. Выбор компенсирующих устройств……………………………..стр. 10 5. Размещение компенсирующих устройств в электрических сетях………………………………………………………………….стр. 17 6. Управление компенсирующими установками…………………стр. 21 7. Список используемой литературы………………………………стр. 25 1. Реактивная мощность Реактивная мощность-мощность, которую источник переменного тока в течение одной четверти периода отдаёт во внешнюю цепь, обладающую реактивным сопротивлением, а в течение другой четверти периода получает её обратно. Характеризует энергию, не потребляемую во внешней цепи, а колеблющуюся между внешней цепью и источником, т.е. ёмкостную и индуктивную энергию, временно накапливаемую, а затем отдаваемую источнику. Выражается произведением напряжения на зажимах данной цепи на реактивную составляющую тока в ней. Если реактивная составляющая тока больше активной составляющей, то и реактивная мощность будет больше фактически потребляемой в цепи мощности. 2.Компенсация реактивной мощности. 2.1 Потребители реактивной мощности и меры по её уменьшению При подключении к электрической сети активно-индуктивной нагрузки[pic] ток [pic] отстаёт от напряжения [pic]на угол сдвига [pic]. Косинус этого угла (cos [pic]) называется коэффициентом мощности. Электроприёмники с такой нагрузкой потребляют как активную [pic], так и реактивную [pic]мощность. Реактивная мощность[pic]. Активная энергия, потребляемая электроприёмниками, преобразуется в
другие виды энергии: механическую, тепловую, энергию сжатого воздуха и газа
и т.п. Определённый процент активной энергии расходуется на потери. Из курса ТОЭ известно, что реактивная мощность может иметь индуктивный
или ёмкостной характер. Условимся считать реактивную индуктивную мощность Прохождение в электрических сетях реактивных токов обусловливает добавочные потери активной мощности в линиях, трансформаторах, генераторах электростанций, дополнительные потери напряжения, требуют увеличения номинальной мощности или числа трансформаторов, снижает пропускную способность всей СЭС. Полная мощность [pic][pic]; (1) потери активной мощности [pic]; (2) коэффициент мощности [pic]; (3) потери напряжения [pic], (4)
где P, Q, S -соответственно активная, реактивная и полная мощности; R и X Основным потребителем реактивной мощности индуктивного характера на промышленных предприятиях являются асинхронные двигатели АД (60-65 % общего её потребления), трансформаторы, включая сварочные (20-25%), вентильные преобразователи, реакторы и прочие ЭП. Реактивной мощностью дополнительно нагружаются питающие и распределительные сети предприятия, соответственно увеличивается общее потребление электроэнергии. Меры по снижению потребления реактивной мощности: естественная компенсация (естественный [pic]) без применения специальных компенсирующих устройств (КУ); искусственная компенсация, называемая чаще просто компенсацией. Естественная компенсация реактивной мощности не требует больших
материальных затрат и должна проводится на предприятиях в первую очередь. К
естественной компенсации относятся: упорядочение и автоматизация технологического процесса, ведущие к
выравниванию графика нагрузки и улучшению энергетического режима
оборудования (равномерное размещение нагрузок по фазам, смещение времени
обеденных перерывов отдельных цехов и участков, перевод энергоёмких крупных 3. Средства компенсации реактивной мощности Для искусственной компенсации реактивной мощности, называемой иногда До 1974 г. Основным нормативным показателем, характеризующим потребляемую промышленным предприятием реактивную мощность, был средневзвешенный коэффициент мощности[pic]. Средневзвешенный коэффициент мощности за время t [pic] (5) где [pic] и [pic]-соответственно расход активной и реактивной электроэнергии за рассматриваемый промежуток времени. Действовавшие до 1974 г. руководящие указания по компенсации реактивной
мощности сыграли положительную роль в существенном снижении потреблении
реактивной мощности и в повышении средневзвешенного коэффициента мощности в
целом по стране с 0,75 в 1946 г. до 0,93 в 1974 г. В то время промышленные
предприятия производили оплату израсходованной электроэнергии с учётом
cos[pic]. Требования электроснабжающей организации были таковы, что на
вводах предприятия значение cos[pic] должно было, находится в пределах 0,92- Однако в соответствии со старым руководящими указаниями по компенсации
реактивной мощности предприятия не были заинтересованы в отключении
установленных КУ в часы минимальных нагрузок. В связи с этим в питающей
энергосистеме часто наблюдалась перекомпенсация реактивной мощности. По этой причине в новых «Правилах пользования электрической и тепловой энергией», введённых в действие с 1 января 1982 г., указывается не нормируемое значение коэффициента мощности (0,92-0,95), а та суммарная реактивная мощность компенсирующих устройств, которая должна быть установлена на предприятии согласно заданию энергосистемы. Для стимулирования мероприятий по компенсации реактивной мощности Минэнерго установлена новая шкала скидок и надбавок к тарифу за электроэнергию в зависимости от степени компенсации реактивной мощности у потребителей. Наглядное представление о сущности компенсации реактивной мощности даёт После компенсации, т.е. после подключения параллельно нагрузке КУ К техническим средствам компенсации реактивной мощности относятся
следующие виды компенсирующих устройств: конденсаторные батареи (КБ),
синхронные двигатели, вентильные статические источники реактивной мощности 3.1 Конденсаторные батареи Наибольшее распространение на промышленных предприятиях имеют
конденсаторы (КБ)-крупные (в отличие от конденсаторов радиотехники)
специальные устройства, предназначенные для выработки реактивной ёмкостной
мощности. Конденсаторы изготовляют на напряжение 220, 380, 660, 6300 и Недостатки конденсаторных батарей: пожароопасность, наличие остаточного заряда, повышающего опасность при обслуживании; чувствительность к перенапряжениям и толчкам тока; возможность только ступенчатого, а не плавного регулирования мощности. Конденсаторы, как правило, собираются в батареи (КБ) и выпускаются заводами электротехнической промышленности в виде комплектных компенсирующих устройств (ККУ). На (рис. 2) изображён общий вид ККУ напряжением 380 В и мощностью 300 квар. В таблице 1 приведены технические характеристики некоторых видов
комплектных конденсаторных установок. Преимуществом СД, используемым для компенсации реактивной мощности, по сравнению с КБ является возможность плавного регулирования генерируемой реактивной мощности. Недостатком является то, что активные потери на генерирование реактивной мощности для СД больше, чем для КБ, так как зависят от квадрата генерируемой мощности СД. Дополнительные активные потери в обмотке СД, кВт, вызываемые генерируемой реактивной мощностью в пределах изменения [pic] от 1 до 0,9 при номинальной активной мощности СД, равной [pic], [pic], (9) где [pic]-номинальная реактивная мощность СД, квар; r –сопротивление одной фазы обмотки СД в нагретом состоянии, Ом; [pic]-номинальное напряжение сети, кВ. В общем случае когда [pic], [pic], и [pic] отличаются от номинальных значений, потери активной мощности, кВт, на генерирование реактивной мощности [pic], (10)
где [pic]-величина генерируемой синхронным двигателем реактивной мощности,
квар; [pic] и [pic]-постоянные величины (таблица 3) кВт. Реактивная мощность [pic], генерируемая синхронным двигателем при активной нагрузке [pic], [pic], (11) где [pic]-коэффициент перегрузки по реактивной мощности таблице 2; Как правило, в системах электроснабжения промышленных предприятий КБ компенсируют реактивную мощность базисной (основной) части графиков нагрузок, а СД снижают, главным образом, пики нагрузок графика. 3.3 Синхронные компенсаторы. Разновидностью СД являются синхронные компенсаторы (СК), которые
представляют собой СД облегчённой конструкции без нагрузки на валу. В
настоящее время выпускается СК мощностью выше 5000 квар; они имеют
ограниченное применение в сетях промышленных предприятий и лишь в ряде
случаев используются для улучшения показателей качества напряжения у мощных Регулирование индуктивности осуществляется тиристорными группами VS,
управляющие электроды которых подсоединены к схеме управления. 4 Выбор компенсирующих устройств. Расчёт и выбор КУ производится на основании задания энергосистемы и в
соответствии с «Руководящими указаниями по компенсации». Задачи по расчёту
и выбору КУ решаются совместно с вопросами проектирования всех элементов Потребляемая мощность КУ выбирается с учётом наибольшей входной реактивной мощности [pic], квар, которая может быть передана из сетей энергосистемы. В общем виде должно соблюдаться следующее условие: [pic], (12)
где [pic]-расчётная (потребляемая) предприятием реактивная мощность, квар; Энергосистемой задаётся режим потребляемой реактивной мощности на
предприятии с учётом его расчётных максимальных нагрузок [pic] и [pic]. Это
требование заключается в том, что задаются значения [pic]- реактивной
мощности, выдаваемой энергосистемой предприятию в течении получаса в период
максимальных активных нагрузок энергосистемы, и [pic]-средней реактивной
мощности, передаваемой из сети энергосистемы или генерируемой в сеть
энергосистемы в период её наименьшей нагрузки. Практически во всех случаях [pic]; (13) [pic], (14) где [pic] и [pic]-соответственно необходимая мощность КУ в режиме максимальных и минимальных нагрузок; [pic] и [pic]-соответственно расчётная реактивная мощность предприятия в режиме максимальных и минимальных (в ночную смену, в праздничные дни и т.п.) нагрузок. Выражения (13) и (14) относятся к промышленным предприятиям с мощностью Эти требования энергосистемы вызваны тем, что в сетях напряжением до 1
кВ, как правило, коэффициент мощности нагрузки не превышает 0,8. При этом
сети до 1 кВ электрически более удалены от ИП энергосистемы и промышленных Таким образом, недостаток в энергосистеме реактивной энергии для покрытия реактивных нагрузок промышленного предприятия устраняется за счёт компенсирующих установок предприятия. Причём если устанавливается КБ, то суммарная мощность их нерегулируемых секций не должна превышать расчётную реактивную мощность предприятия в режимах минимальных нагрузок [pic]. В целях стимулирования мероприятий по компенсации реактивной мощности
на промышленных предприятиях введена шкала скидок и надбавок к тарифу за
электроэнергию, отпускаемую энергоснабжающей организацией. Штрафы в виде
надбавки к тарифу за электроэнергию, выплачиваемые предприятием за
несоблюдение режима компенсации, не устраняют реальных потерь в
электрических сетях, а лишь перераспределяют их стоимость между
энергосистемой и промышленным предприятием. Однако указанные надбавки к
тарифу стимулируют предприятия к принятию мер по рациональной эксплуатации Энергосистема контролирует режим потребления реактивной мощности на
предприятии, для чего служат счётчики с указателями 30-минутного максимума
и реле времени. Счётчики устанавливают на границе раздела энергосистемы и
предприятия в точке, указываемой в договоре на отпуск электроэнергии. При
отсутствии специальных счётчиков используют показания обычных счётчиков. Выбор мощности КУ и распределение их по сетям промышленного предприятия напряжением до 1 кВ и выше производятся на основании технико-экономических расчётов по минимуму приведённых затрат. Приведённые затраты на компенсацию реактивной мощности, руб., [pic], (15) где [pic]-реактивная мощность КУ, квар; [pic]-постоянная составляющая затрат, не зависящая от мощности [pic], руб.; [pic]-удельные затраты на 1 квар реактивной мощности, руб/квар; [pic]-удельные затраты на 1 квар[pic] реактивной мощности, руб/квар[pic]. Постоянная составляющая затрат, руб., [pic], (16)
где [pic]-нормативный коэффициент эффективности капитальных вложений ; Для СД величина [pic] и выражение (15) принимает вид: [pic], (17) где [pic]-номинальная реактивная мощность СД, квар (8); [pic] (18) [pic]; (19)
здесь [pic]-стоимость потерь, руб/кВт таблица 4; n-число однотипных СД; [pic]-реактивная мощность, вырабатываемая СД предварительно, квар. Если СД вводится вновь, то [pic]=0 и (18) принимает вид: [pic]. (20) Для КБ [pic]тогда (5.15) [pic], (21) где [pic]-мощность КБ, квар; [pic]-удельные потери мощности в конденсаторах, кВт/квар (табл. 1); [pic]-напряжение на конденсаторной батарее, В; [pic]-удельные затраты на установку КБ (см. табл. 1); [pic]- постоянная составляющая затрат для КБ [pic][pic] (22) здесь [pic]=0,223-нормативный коэффициент эффективности капитальных вложений в КБ; [pic] и [pic]-соответственно стоимость вводного и регулирующего устройства, руб. Чаще всего при проектировании СЭС ещё не уточнены места установки КУ. На предприятиях мощностью более 750 кВ[pic]А после проведения мер по
естественной компенсации нескомпенсированая реактивная нагрузка в сетях до Страницы: 1, 2 |
ИНТЕРЕСНОЕ | |||
|