Размещение компенсирующих устройств в электрических сетях.
После определения оптимального значения мощности КУ
решается вопрос об их размещении в электрических сетях промышленного предприятия. Рациональное размещение КУ
зависит от соотношения мощностей СД
и АД
, установленных в сетях 6-10 кВ. Наибольший эффект достигается при установке КУ
вблизи ЭП
с наибольшим потреблением реактивной мощности, так как это приводит к максимальному снижению потерь мощности и электроэнергии.
В электрических сетях напряжением до 1 кВ наибольшее распространение в качестве средств компенсации реактивной мощности имеют батареи статических конденсаторов (КБ).
Нерегулируемые КБ
мощностью не менее 30 квар устанавливаются, как правило, в цехах у силовых шкафов или присоединяются к магистральному шинопроводу (групповая компенсация). Индивидуальная компенсация с помощью КБ
целесообразна лишь у крупных ЭП
0,4-0,69 кВ с относительно низким коэффициентом мощности и большим числом часов работы в году.
Установка КБ
напряжением до 1 кВ в помещении ТП
или на головном участке магистрального шинопровода ТП
является централизованной компенсацией и допускается только в тех случаях, когда установка КБ
в цехе невозможна по условиям пожаро - и взрывоопасности цеха.
Места установки регулируемых КБ
в сетях напряжением до 1 кВ определяют с учётом требований энергосистемы, предъявляемых к регулированию напряжения в сетях. Число и мощность ступеней регулирования следует определять на основании существующего графика нагрузок промышленного предприятия.
При размещении цеховых групповых КУ
напряжением до 1 кВ следует, стремится к тому, чтобы их мощность по возможности определялась реактивными нагрузками силовых РШ
или шинопроводов, к которым эти КУ
присоединяются.
Рассмотрим размещение КБ
в сетях напряжением до 1 кВ при отсутствии в этих сетях СД
. Распределение мощностей КБ
в таких сетях зависит от структуры сети - радиальная (рис. 7, а) или магистральная (рис. 7, б). В радиальной сети от шин 0,4-0,69 кВ ТП
отходят п радиальных линий, питающих п силовых шкафов с реактивными расчётными нагрузками . Распределение мощностей КБ
, квар, в такой сети производится по формуле
(27)
где -искомая мощность КБ
в данном узле подключения, квар; -суммарная распределяемая мощность КБ
, полученная в результате технико-экономического расчёта, квар; -сопротивление радиальной линии длинной , сечением , питающей узел присоединения нагрузок, Ом; -эквивалентное сопротивление сети напряжением до 1 кВ, Ом, определяемое по формуле:
(28)
где -сопротивление участков радиальной сети, Ом.
Определение местоположения КБ
для компенсации реактивной мощности рассмотрим в примерах 2, 3
.
Пример 2
Схема питания нагрузок 0,4 кВ показана на (рис. 8). Реактивные мощности шкафов Суммарная мощность КБ
на стороне 0,4 кВ .Из сети 10 кВ передаётся компенсирующая реактивная мощность . Требуется правильно разместить КУ
между силовыми шкафами (на рис. 8 и 9 r-в Омах; Q-в киловольт-амперах).
Решение.
Определяем эквивалентное сопротивление сети по (28):
,
тогда вся реактивная мощность , передаваемая из сети 10 кВ, распределяется между РШ1-РШ4
по (27):
Расчётная мощность КБ
, устанавливаемых около шкафов РШ1-РШ4
,
Номинальные мощности ККУ
типа УКБН-0,38
принимаем по (табл. 1)
. Ближайшие к расчётным значениям мощности будут: 100, 150, 200 и 450 квар. С учётом этих значений применяем стандартные значения мощности: Шкафы ККУ
устанавливаются рядом с распределительными шкафами РШ1-РШ4
. Суммарная мощность КБ
,
т.е. несколько больше расчетного (заданного) значения 700 квар. Следовательно, мощность КУ
между силовыми шкафами размещена правильно.
На (рис. 7,б) показана схема распределения КУ
в магистральной сети с ответвлениями большой длинны. Нагрузки и КУ
присоединяются к ответвлениям от магистрального шинопровода 0,4 кВ. В этом случае размещение КБ
производится с учётом сопротивлений ответвлений. Эквивалентное сопротивление сети для каждой точки ответвления определяется с конца шинопровода, Ом,
. (29)
Пример 3
Схема питания нагрузок 0,4 кВ, значения расчётных реактивных мощностей, сопротивления ответвлений от шинопровода и сопротивления участков шинопровода показана на (рис. 9). Суммарная расчётная мощность КБ
на стороне 0,4 кВ . Из сети 6 кВ передаётся реактивная мощность . Определить оптимальные значение мощности КБ
, присоединяемых к силовым шкафам РШ1-РШ4
.
Решение
Определяем сначала эквивалентные сопротивления сети для всех четырёх ответвлений с конца магистрального шинопровода. Для ответвления от точки 3, для которой и , по (29) определяем:
Для ответвления от точки 2, для которой и :
Аналогично для ответвления от точки 1:
Определяем по (5.27) реактивную мощность, передаваемую со стороны 6 кВ по ответвлению 1 на шкаф РШ1
:
тогда для полной компенсации на стороне 0,4 кВ мощность КБ
в узле шкафа РШ1
По (табл. 1)
выбираем ККУ
типа УКБН-0,38
со стандартной мощностью . В этом случае в ответвление 1 будет передаваться мощность: а не 91 квар и на участке токопровода 1-2 мощность будет равна:
Реактивная мощность, передаваемая в ответвление 2,
Мощность КБ
для шкафа РШ2
Примем . На участке 2-3 передаётся реактивная мощность:
и в ответвлении 3:
Реактивная мощность КБ в точке подключения шкафа РШ3
Принимаем по (табл. 1)
ККУ
типа УКБН-0,38
со стандартной мощностью
тогда в ответвление 3 будет передаваться мощность:
На участке токопровода 3-4, следовательно, Для её компенсации выбираем конденсаторную батарею
Таким образом, суммарная мощность всех КБ
определяется:
т.е. примерно равна заданной мощности
Следовательно, к силовым шкафам РШ1-РШ4
присоединены оптимальные мощности КБ
.