Файл: Мукосеев Ю.Л. Электроснабжение промышленных предприятий учебник.pdf

Приведенные затраты при ч а с т и ч н о й компенсации

где К тр — стоимость трансформатора, включая стоимость линии для его присоединения, тыс. руб.; Ап = щ — п0 — число устанавливаемых трансформаторов сверх минималь­ ного числа щ.

Если по условиям электроснабжения требуется допол­ нительная установка конденсаторов, то необходимо про­ верить, где выгоднее их устанавливать: в сети напряже­ нием до 1 000 В за большим активным сопротивлением или в сети выше 1 000 В. Последнее может оказаться выгод­ ным, когда батарея конденсаторов должна быть установ­ лена для компенсации реактивной мощности также элект­ роприемников напряжением выше 1 000 В.

Если число цеховых трансформаторов по условиям электроснабжения не может быть сокращено, то при тех­ нико-экономических расчетах необходимо учитывать уменьшение активных потерь в трансформаторах и вторич­ ной сети.

Пример 11-2. Реактивная нагрузка предприятия 9 Мвар. Для питания электроприемников 380 В, нагрузка которых 5 МВт и 5 Мвар, при отсутствии компенсации требуется пять комплект­

Выбрать оптимальный способ компенсации при следующих

31В = 0,223.6 + 0,05-3,5 = 1,5 тыс. руб.

до 1 000 В

Э1Н= 0,223-12 + 0,05-4,5 = 2,9 тыс. руб.

2. Минимальное число трансформаторов (при коэффициенте загрузки 0,7)

5,0

”0— 0,7 -1,0

3.Приведенные затраты при полной компенсации реактивной нагрузки до 1 000 В

Зш = 5 . 2,9 = 14,5 тыс. руб.

423

4. При частичной компенсации устанавливаются восемь транс­ форматоров, так что требуемая мощность конденсаторов [по выра­ жению (11-15)]

(‘ - Т Ж і Л т У’" ' ) ” 2,7 м,ар'

Принимаем для каждого из восьми трансформаторов установку ККУ 2 X 150 квар, а всего 2,4 Мвар.

5.Дополнительно должны быть скомпенсированы 6,0—2,4 =

—3,6 Мвар, из которых конденсаторы мощностью 2,6 Мвар могут быть приняты на напряжение до 1 000 В или выше, а конденса­ торы мощностью 1 Мвар только напряжением выше 1 000 В.

Приведенные затраты:

а) при полной компенсации на вторичной стороне трансформа­

торов

Зг= 5- 2,9 + 0,223 -3 + 1 -1,5 = 16,67 тыс. руб.

б) при частичной компенсации на вторичной стороне трансфор­ маторов

Зг= 2,4 ■ 2,9 + 0,223 (17 + 3) + 3 ,6 ■ 1,5 = 16,82 тыс. руб.

(17,0 тыс. руб. стоимость одного комплектного трансформатора, 3,0 тыс. руб. — стоимость линии для присоединения батареи кон­ денсаторов выше 1 000 В).

Так как в обоих случаях приходится устанавливать батареи конденсаторов напряжением до 1 000 В и выше, а при восьми транс­ форматорах имеется возможность на каждой из четырех КТП устанавливать по два трансформатора, более целесообразной яв­ ляется не полная, а частичная компенсация и установка восьми трансформаторов.

Если на предприятии работают синхронные двигатели 6—10 кВ, то их реактивная мощность, оставшаяся после компенсации реактивной нагрузки электроприемников того же напряжения, должна быть по возможности исполь­ зована для компенсации реактивной нагрузки электро­ приемников напряжением до 1 000 В. Установка конден­ саторов напряжением до 1 000 В в этом случае будет вы­ годна, если сокращается число трансформаторов, если реактивная мощность синхронных двигателей недостаточна для компенсации всей реактивной нагрузки или конденса­ торы могут быть установлены в сети за большим активным сопротивлением.

Приведенные затраты при передаче реактивной мощ­ ности синхронных двигателей через трансформаторы, число которых по сравнению с частичной компенсацией на вторичной стороне трансформаторов увеличивается на Ап,

424

где АРд — потери в синхронных двигателях по выражению

Пример 11-3. Данные те же, что в примере 11-2, но к той же секции шин 10 кВ присоединены шесть рабочих синхронных двига­ телей 1,25 МВт, 1 000 об/мин (<?н = 0,645 Мвар; а м = 1,4; В г = -= 6,77 кВт; D2 = 6,98 кВт). Требует компенсации реактивная нагрузка 5 Мвар.

Ре ш е н и е

1.Максимальная реактивная мощность, которую можно полу­ чить от синхронных двигателей:

<?д.'м = М -6-0,645 = 5,4 Мвар.

2.Чтобы сократить число трансформаторов с 10 до 8, необ­

ходимо установить конденсаторы до 1 000 В общей мощностью 2,4 Мвар, так что приведенные затраты

Зч.н = 2,4-2,9 = 7 тыс. руб.

При использовании 2,4 Мвар реактивной мощности син­ хронных двигателей в сети напряжением до 1 000 В (2,6 Мвар ис­ пользуются для компенсации реактивных нагрузок от электропри­ емников выше 1 000 В) активные потери по выражению (11-4):

и приведенные затраты, включая затраты на установку двух транс­ форматоров,

Зд = 0,223-2-17+ 0,05-53,5 = 10,3 тыс. руб.

т. е. на 10,3 — 7,0/7,0 • 100 — 47% выше.

Передача реактивной мощности от синхронных дви­ гателей 6—10 кВ в сеть напряжением до 1 000 В, как правило, оказывается невыгодной, если при уста­ новке конденсаторов до 1 000 В можно сократить число трансформаторов или значительная часть реактивной мощности этих СД уже используется в сети того же на­ пряжения.

Невыгодно также получать реактивную мощность от генераторов ТЭЦ, если при установке конденсаторов на­ пряжением до 1 000 В сокращается число цеховых транс­ форматоров.

425

11-12. КОМПЕНСАЦИЯ РЕАКТИВНОЙ НАГРУЗКИ ЭЛЕКТРОПРИЕМНИКОВ НАПРЯЖЕНИЕМ ВЫШЕ 1 000 В

После выбора конденсаторов напряжением до 1 000 В и мощностей трансформаторов ТП определяются расчетные реактивные нагрузки на напряжении въттпе 1 000 В. В них входят нескомпенсировапные реактивные нагрузки в сетях до 1 000 В, реактивные потери в трансформаторах ТП II реактивные нагрузки электроприемников и преобразо­ вателей тока и частоты напряжением выше і 000 В. Реак­ тивные нагрузки синхронных двигателей и компенса­ ционных преобразователей учитываются со знаком минус.

Полученная таким образом расчетная реактивная нагрузка соответствует наиболее загруженной смене пред­ приятия, время которой может не совпадать с периодом максимума нагрузок энергосистемы. Поэтому в соответ­ ствии с характером суточного графика нагрузки предприя­ тия определяется снижение полученной максимальной реактивной нагрузки QM в период максимума нагрузки энергосистемы до величины QM.

П^іи отсутствии или недостаточной мощности синхрон­ ных двигателей для компенсации устанавливаются бата­ реи конденсаторов на напряжение выше 1 000 В, кото­ рые присоединяются к каждой секции шин 6—10 кВ.

Если к секции присоединены работающие синхрон­ ные двигатели, то их реактивную мощность необходимо полностью использовать для компенсации. Если же реактивная мощность синхронных двигателей недостаточна для компенсации, то требуется дополнительная установка батареи конденсаторов.

Если к секции шин напряжением выше 1 000 В при­ соединены несколько групп разнотипных синхронных дви­ гателей, то необходимо решить, как должны быть исполь­ зованы реактивные мощности каждой группы двигателей.

При определении приведенных затрат необходимо также учитывать стоимость потерь в линиях и трансформаторах, связанных с передачей реактивной мощности.

Пример 11-4. Выбрать способ компенсации реактивной нагрузки 2,7 Мвар электроприемников 10 кВ. К этой же секции присоеди­ нены три работающих синхронных двигателя 1 250 кВт, 500 об/мин (см. пример 11-1). Данные конденсаторов 10 кВ: стоимость — 8 тыс. руб./Мвар, потери 3,5 кВт/Мвар, стоимость одной линии для присоединения конденсаторов к шинам 10 кВ — 3,0 тыс. руб., стоимость потеръ активной мощности 0,05 тыс. руб./(кВт-год), годовые отчисления от капитальных вложений 0,223, отн. ед.

426

Ре in с н II е

1.Приведенные затраты, тыс. руб.:

а) для конденсаторов [по выражению (11-9)]

Зк = 0,223 ■3,0 + (0,223 ■8,0 + 0,05 ■3,5) Q= (0,67 +1,96 Q);

б) для синхронных двигателей 1 000 об/мин [по выражению

(11-8)]

'?П 8

2. Реактивная мощность синхронных двигателей, для которой приведенные затраты будут минимальными [по выражению (11-10)],

так лто мощность батареи конденсаторов

QK= 2,7 — 1,8 = 0,9 Мвар.

3. Приведенные затраты при частичном использованпи реак­ тивной мощности синхронных двигателей

Зк= 0,705 • 1,8 + 0,347 • 1,82 + 0,67 + 1,96 ■0,9 = 4,9 тыс. руб.

4. При полном использовании реактивной мощности синхрон­ ных двигателей

Зд= 0,705-2,7+0,347-2,72 = 4,42 тыс. руб.,

т. е. на 11% меньше.

Таким образом, в рассматриваемом случае выгоднее полное использование реактивной мощности тихоходных синхронных дви­

гателей.

Установка батареи конденсаторов была бы необходима в том случае, когда максимальная реактивная мощность синхронных дви­ гателей была бы ниже реактивной нагрузки, требующей компен­ саціи!, так что требовалась бы дополнительная установка батареи конденсаторов.

Пример 11-5. К одной секции шип 10,0 кВ непосредственно присоединены две группы по три рабочих синхронных двигателя 1 250 кВт, 1 000 и 500 об/мин (см. пример 11-1). Реактивная мощность от электроприемников 10 кВ, требующая компенсации, 4,0 Мвар. Определить, какую реактивную мощность выгодно полу­ чать от каждой группы синхронных двигателей.

Ре ш е н ие

1.Приведенные затраты, тыс. руб.:

а) для синхронных двигателей 1 000 об/мин ,

3„ = (l0,5Q+ Q2j0,05 = (0,525 Q+ 0,277 Q2);

б) для синхронных двигателей 500 об/мин [по примеру 11-2]

Зд2= (0,705 Q+ 0,347 Q2).

427