Главная страница
Навигация по странице:

  • Исходные данные

    		•

    Компенсация реактивной мощности и её экономическая эффективность в системе электроснабжения. ПР-10. Расчет компенсации реактивной мощности и её экономическая эффективность в системе электроснабжения. Цель работы


    Скачать 388.88 Kb.
    НазваниеРасчет компенсации реактивной мощности и её экономическая эффективность в системе электроснабжения. Цель работы
    АнкорКомпенсация реактивной мощности и её экономическая эффективность в системе электроснабжения
    Дата22.05.2023
    Размер388.88 Kb.
    Формат файлаdocx
    Имя файлаПР-10.docx
    ТипДокументы
    #1150098

    Расчет компенсации реактивной мощности и её экономическая эффективность в системе электроснабжения.
    Цель работы: приобрести навыки расчета компенсации реактивной мощности и определения её экономической эффективности в системе электроснабжения.
    Задание:


    1. Выбрать тип и сечение кабеля для КЛ1, КЛ2, КЛ3 без учета послеаварийных режимов. Тип кабеля выбирается произвольно по усмотрению студента. Сечение кабеля необходимо выбрать по величине нагрузки без учета мощностей конденсаторных установок.

    2. Определить величину и стоимость потерь энергии в КЛ3, КЛ2, КЛ1, Т без учета Qк3, Qк2 и Qк1.

    3. Определить необходимую номинальную мощность конденсаторной установки Qк3, Qк2 и Qк1, исходя из заданных условий.

    4. Определить величину и стоимость потерь энергии в КЛ3, КЛ2, КЛ1, Т с учетом Qк3, Qк2 и Qк1.

    5. Определить простые сроки окупаемости конденсаторных установок Qк1, Qк2, Qк3.



    Исходные данные

    Фрагмент схемы системы электроснабжения

    Рисунок 1.1 – Расчётная схема
    где ЭГ – эквивалентный генератор;

    КЛ1, КЛ2, КЛ3 – кабельные линии;

    Т – силовой трансформатор;

    P1, Q1 – активная и реактивная мощности нагрузки подстанции (без учёта мощности передаваемой по КЛ2);

    Qк1 – мощность конденсаторной установки подключённой к шинам РУ-0,4 кВ;

    P2, Q2 – активная и реактивная мощности нагрузки силового шкафа (без учёта мощности передаваемой по КЛ3);

    Qк2 – мощность конденсаторной установки подключённой к шинам ШС;

    КМ – контактор с тепловым реле КК (вместе они – магнитный пускатель);

    Qк3 – мощность конденсатора индивидуальной компенсации асинхронного электродвигателя АД.
    2. Параметры АД:

    • номинальная мощность Pн=20 кВт;

    • номинальный коэффициент мощности сos = 0,8 о.е.;

    • коэффициент загрузки Кз = 0,7 о.е.;

    • мощность индивидуального компенсирующего устройства (Qк3) принять в соответствии с условием полной компенсации реактивной мощности, потребляемой АД;

    • время работы двигателя в течение года и стоимость электроэнергии принять по таблице для заданного варианта (рис. 1.1).


    Таблица 1.1 – Время работы расчётной схемы и стоимость электроэнергии.

    Вариант
    Время работы, час./год
    Стоимость электроэнергии, руб/кВт·час

    13
    2500
    2,5


    3. Параметры КЛ3:


    4. Шкаф силовой ШС:

    • средняя мощность нагрузки шкафа без учёта АД: P2ср=100 кВт, Q2ср=80 квар;

    • уровень необходимой компенсации (Qк2) соответствует tgφ=0,35 [5];

    • коэффициент формы графика нагрузки ШС kф=1,1.


    5. Параметры КЛ2:


    6. РУ-0,4 кВ:

    • максимальная активная мощность нагрузки трансформатора Т без учёта нагрузки ШС равна P1макс = 600 кВт. Нагрузка на суточном интервале изменяется по заданному графику (табл. 1.2). Коэффициент мощности нагрузки не изменяется в течение суток и равен tgφ = 0,7.



    Таблица 1.2 – Суточный график активной мощности нагрузки ТП в % от P1макс.

    Вариант
    Интервалы времени суток, час.

    0÷2
    2÷4
    4÷6
    6÷8
    8÷10
    10÷12
    12÷14
    14÷16
    16÷18
    18÷20
    20÷22
    22÷24

    13
    20
    15
    25
    30
    70
    100
    95
    90
    85
    70
    60
    30




    • уровень необходимой компенсации (Qк1) принять равным tgφ=0,35.


    7. Параметры силового трансформатора Т:

    • тип трансформатора – ТМГ;

    • номинальная мощность 1000 кВА;

    • прочие необходимые параметры трансформатора выбрать по справочным данным.


    8. Параметры КЛ1:

    • марку и сечение кабеля выбрать самостоятельно;

    • длину кабеля принять равной 200 м.


    9. Информация о конденсаторах и конденсаторных установках представлена в таблицах 1.3, 1.4, 1.5 и на графиках (рис. 1.2, 1.3).
    Таблица 1.3 – Силовые конденсаторы напряжением 0,4кВ для индивидуальной компенсации

    Тип конденсатора
    Номинальная мощность, квар
    Тип конденсатора
    Номинальная мощность, квар

    КПС-0,4-1
    1,0
    КПС-0,4-10
    10,0

    КПС-0,4-1,5
    1,5
    КПС-0,4-12,5
    12,5

    КПС-0,4-2,5
    2,5
    КПС-0,4-15
    15,0

    КПС-0,4-5
    5,0
    КПС-0,4-16,0
    16,0

    КПС-0,4-6
    6,0
    КПС-0,4-20
    20,0

    КПС-0,4-7,5
    7,5
    КПС-0,4-25
    25,0


    Таблица 1.4 – Нерегулируемые конденсаторные установки напряжением 0,4 кВ для мелкогрупповой и групповой компенсации.

    Тип конденсаторной

    установки
    Номинальная мощность, квар
    Тип конденсаторной

    установки
    Номинальная мощность, квар

    УКРМ-0,4-20
    20
    УКРМ-0,4-150
    150

    УКРМ-0,4-30
    30
    УКРМ-0,4-175
    175

    УКРМ-0,4-40
    40
    УКРМ-0,4-180
    180

    УКРМ-0,4-50
    50
    УКРМ-0,4-200
    200

    УКРМ-0,4-60
    60
    УКРМ-0,4-225
    225

    УКРМ-0,4-67,5
    67,5
    УКРМ-0,4-250
    250

    УКРМ-0,4-75
    75
    УКРМ-0,4-275
    275

    УКРМ-0,4-80
    80
    УКРМ-0,4-300
    300

    УКРМ-0,4-100
    100
    УКРМ-0,4-325
    325

    УКРМ-0,4-120
    120
    УКРМ-0,4-350
    350

    УКРМ-0,4-130
    130
    УКРМ-0,4-400
    400

    Примечание: УКРМ – Установка Компенсации Реактивной Мощности.
    Таблица 1.5 – Регулируемые конденсаторные установки напряжением 0,4 кВ для мелкогрупповой и групповой компенсации.

    Тип конденсаторной

    установки
    Номинальная мощность установки и одной её ступени, квар
    Тип конденсаторной

    установки
    Номинальная мощность установки и одной её ступени, квар

    КРМ-0,4-20-10
    20÷10
    КРМ-0,4-130-10
    130÷10

    КРМ-0,4-30-10
    30÷10
    КРМ-0,4-140-20-
    140÷20

    КРМ-0,4-40-10
    40÷10
    КРМ-0,4-150-30
    150÷30

    КРМ-0,4-50-10
    50÷10
    КРМ-0,4-180-20
    180÷20

    КРМ-0,4-60-20
    60÷20
    КРМ-0,4-200-40
    200÷40

    КРМ-0,4-75-15
    75÷15
    КРМ-0,4-250-50
    250÷50

    КРМ-0,4-80-20
    80÷20
    КРМ-0,4-300-30
    300÷30

    КРМ-0,4-100-25
    100÷25
    КРМ-0,4-350-50
    350÷50

    КРМ-0,4-120-30
    120÷30
    КРМ-0,4-400-40
    400÷40

    Примечание: В таблице заданы номинальные мощности конденсаторных установок и мощности одной ступени их регулирования.



    Рисунок 1.2 – Удельная стоимость конденсаторов для индивидуальной компенсации



    Рисунок 1.3 – Удельная стоимость регулируемых и нерегулируемых конденсаторных установок напряжением 0,4кВ, где 1 – регулируемая конденсаторная установка. 2 – нерегулируемая конденсаторная установка.
    Решение
    Определим расчетную активную мощность



    Определим расчетную реактивную мощность



    • мощность индивидуального компенсирующего устройства (Qк3) принять в соответствии с условием полной компенсации реактивной мощности, потребляемой АД;

    Для компенсации реактивной мощности выбираем силовой конденсатор КПС-0,4-10,0 с номинальной мощностью 10 квар стоимостью 4115,8 рубля.

    • время работы двигателя в течение года и стоимость электроэнергии принять по таблице для заданного варианта (рис. 1.1).

    3. Параметры КЛ3:

    – марку и сечение кабеля выбрать самостоятельно;

    Определим расчетный ток линии



    Выбираем кабель марки ВВГ-4×6 с длительно допустимым током 42 А. Активное сопротивление кабеля 3,09 Ом/км, индуктивное сопротивление 0,09 Ом/км.

    Длину кабеля принять равной 50 м.

    Определим потери активной мощности ДО компенсации



    Определим потери активной мощности ПОСЛЕ компенсации



    Определим стоимость потерь ДО компенсации



    Определим стоимость потерь ПОСЛЕ компенсации



    Определим годовую экономию от уменьшения потерь



    Определим срок окупаемости



    4. Шкаф силовой ШС:

    – средняя мощность нагрузки шкафа без учёта АД: P2ср=100 кВт, Q2ср=80 квар;

    Средние нагрузки с учетом АД





    – уровень необходимой компенсации (Qк2) соответствует tg =0,35 [5];

    Определим фактический tgφ



    Определим реактивную мощность, которую необходимо компенсировать



    Выбираем конденсаторную установку типа УКРМ-0,4-50 с номинальной мощностью 50 квар стоимостью 36300 рублей.

    – коэффициент формы графика нагрузки ШС

    kф=1,1.

    5. Параметры КЛ2:

    – марку и сечение кабеля выбрать самостоятельно;

    Определим расчетный ток линии



    Выбираем кабель марки ВВГ-4×95 с длительно допустимым током 242 А. Активное сопротивление кабеля 0,195 Ом/км, индуктивное сопротивление 0,0602 Ом/км

    – длину кабеля принять равной 100 м.

    Определим потери активной мощности ДО компенсации



    Определим потери активной мощности ПОСЛЕ компенсации



    Определим стоимость потерь ДО компенсации



    Определим стоимость потерь ПОСЛЕ компенсации



    Определим годовую экономию от уменьшения потерь



    Определим срок окупаемости



    6. РУ-0,4 кВ:

    – максимальная активная мощность нагрузки трансформатора Т без учёта нагрузки ШС равна P1макс=600 кВт. Нагрузка на суточном интервале изменяется по заданному графику (табл. 1.2). Коэффициент мощности нагрузки не изменяется в течение суток и равен tg = 0,7.

    Определим активную мощность с учетом нагрузки ШС



    Определим реактивную мощность с учетом нагрузки ШС



    Определим фактический tgφ



    Определим реактивную мощность, которую необходимо компенсировать



    Выбираем конденсаторную установку типа УКРМ-0,4-200 с номинальной мощностью 200 квар стоимостью 67900 рублей.
    Таблица 1.2 – Суточный график активной мощности нагрузки ТП в % от P1макс.

    Вариант
    Интервалы времени суток, час.

    0-2
    2-4
    4-6
    6-8
    8-10
    10-12
    12-14
    14-16
    16-18
    18-20
    20-22
    22-24

    13
    20
    15
    25
    30
    70
    100
    95
    90
    85
    70
    60
    30

    – уровень необходимой компенсации (Qк1) принять равным tg =0,35.
    7. Параметры силового трансформатора Т:

    – тип трансформатора – ТМГ;

    – номинальная мощность 1000 кВА;

    – прочие необходимые параметры трансформатора выбрать по справочным данным.

    Активное сопротивление трансформатора 0,05093 Ом.

    Определим потери активной мощности ДО компенсации



    Определим потери активной мощности ПОСЛЕ компенсации




    Показатель
    Интервалы времени суток, час.

    Часы
    0-2
    2-4
    4-6
    6-8
    8-10
    10-12
    12-14
    14-16
    16-18
    18-20
    20-22
    22-24

    ∆Рдо
    56,56
    61,28
    56,56
    65,99
    75,42
    94,27
    89,56
    56,56
    75,42
    94,27
    84,84
    75,42

    ∆Рпосле
    53,51
    57,7
    53,51
    61,86
    70,08
    86,08
    82,13
    53,51
    70,08
    86,08
    78,15
    70,08


    Определим стоимость потерь ДО компенсации для примера определим для интервала 0-2



    Определим стоимость потерь ПОСЛЕ компенсации для примера определим для интервала 0-2



    Определим годовую экономию от уменьшения потерь



    8. Параметры КЛ1:

    – марку и сечение кабеля выбрать самостоятельно.

    Определим ток по номинальной мощности трансформатора



    Выбираем кабель марки ААШв-3×16 с длительно допустимым током 67 А. Активное сопротивление кабеля 1,94 Ом/км, индуктивное сопротивление 0,113 Ом/км.

    Длину кабеля принять равной 200 м.

    Определим потери активной мощности ДО компенсации для примера определим для интервала 0-2



    Определим потери активной мощности ПОСЛЕ компенсации для примера определим для интервала 0-2




    Показатель
    Интервалы времени суток, час.

    Часы
    0-2
    2-4
    4-6
    6-8
    8-10
    10-12
    12-14
    14-16
    16-18
    18-20
    20-22
    22-24

    ∆Рдо
    0,0121
    0,0091
    0,0151
    0,0181
    0,0423
    0,0604
    0,0574
    0,0544
    0,0513
    0,0423
    0,0362
    0,0181

    ∆Рпосле
    0,0119
    0,0089
    0,0148
    0,0176
    0,0396
    0,0552
    0,0526
    0,0501
    0,0475
    0,0396
    0,0343
    0,0176


    Определим стоимость потерь ДО компенсации



    Определим стоимость потерь ПОСЛЕ компенсации



    Определим годовую экономию от уменьшения потерь



    Определим срок окупаемости с учетом потерь в трансформаторе

    написать администратору сайта