11.5. Выбор компенсирующих устройств на основе нормативных документов

Вопросы компенсации реактивной мощности регламентируются, но на начальной стадии проектирования определяются лишь суммарные расчетные активная и реактивная мощности электрических нагрузок предприятия при естественном коэффициенте мощности с учетом ожи­даемых потерь мощности в элементах системы электроснабжения: Р_р и Q_р. Наибольшая суммарная реактивная мощность предприятия в период максимума нагрузок в электрической системе определяется по формуле

где k_нс — коэффициент, учитывающий несовпадение по времени наи­большей активной нагрузки в электрической системе и реактивной мощности предприятия и принимаемый по отраслям промышленности.

Значения реактивной Q_max и активной Р_р нагрузок сообщаются в энергосистему для определения экономически обоснованной реактивной мощности, которую можно передать предприятию в режимах наибольшей и наименьшей активных нагрузок энергосистемы (соответственно Q_э1 и Q_э2). По реактивной мощности Q_э1 определяется суммарная мощность компенсирующих устройств предприятия, а по мощности Q_э2 — регулируемая часть компенсирующих устройств.

Суммарная мощность компенсирующих устройств Q_к определяемая из баланса реактивной мощности на 6УР в период наибольшей активной нагрузки электрической системы,

Для промышленного предприятия с присоединенной мощностью менее 750 кВА значение мощности компенсирующих устройств Q_к задается непосредственно электрической системой и является обязательным при выполнении проекта системы электроснабжения мини-предприятия.

При выборе средств компенсации реактивной мощности в системах электроснабжения промышленных предприятий в зависимости

289

от состава их нагрузки различают две группы промышленных сетей:

1. общего назначения с синусоидальным и симметричным режимом;

2. со специфическими нелинейными, несимметричными и резкопере - менными нагрузками.

В сетях общего назначения в качестве средств компенсации исполь­зуются батареи конденсаторов до 1 кВ и выше и синхронные электро­двигатели. В сетях со специфическими нагрузками кроме указанных применяются фильтрокомпенсирующие устройства, симметрирующие и фильтросимметрирующие устройства, устройства динамической компенсации с быстродействующими системами управления и специ­альные быстродействующие синхронные компенсаторы.

Распределение найденной суммарной мощности компенсирующих устройств Q_к по уровням системы энергоснабжения осуществляется по критерию минимума суммарных расчетных затрат на производство и передачу реактивной мощности. Теоретической базой такого распределения могут служить оптимизационная модель задачи и изложенные общие закономерности компенсации реактивной мощности.

Электрические сета 2УР наиболее удалены от источников электро­энергии, и к ним подключается большая часть приемников 1УР, потреб­ляющих реактивную мощность. Коэффициент мощности нагрузки до 1 кВ не превышает 0,7—0,8. Выбор мощности компенсирующих устройств для 2УР, ЗУР (в основном батарей конденсаторов) производится совместно с выбором числа и мощности трансформаторов цеховых подстанций. Первоначальным ориентиром для выбора компенсирующих устройств до 1 кВ может служить тангенс угла суммарной расчетной мощности предприятия после компенсации реактивной мощности.

При условии постоянства тангенса угла мощность компенсирующих устройств Q_к.н определяется отношением

(11.26)

где Р_н и Q_н - суммарная расчетная активная и реактивная мощности низковольтных потребителей электроэнергии.

Если за счет дополнительных компенсирующих устройств по срав­нению с определенными по формуле (11.26) удается уменьшить число трансформаторов цеховых ТП, то это всегда экономически оправдано. В других случаях мощность компенсирующих устройств определяется с учетом полного использования выбранных трансформаторов цеховых подстанций. Суммарная мощность батарей конденсаторов до 1 кВ, раз­деляемая между отдельными трансформаторами цеха, пропорциональна их реактивным нагрузкам.

После выбора компенсирующих устройств в электрических сетях до 1 кВ суммарная мощность компенсирующих устройств для 4УР

290

в сети 6-10 кВ Q _к.в определяется однозначно:

Мощность Q_к.в необходимо распределить по видам компенсирующих устройств (синхронные двигатели или батареи конденсаторов) и местам их присоединения. Основой для такого распределения являются оптимизационные технико-экономические расчеты по критерию минимума суммарных расчетных затрат.

Предлагаются следующие практические рекомендации: 1) син­хронные двигатели с частотой вращения ротора 1000 об/ мин и более и мощностью Р_ном  1000 кВт, как правило, экономически целесообразно полностью использовать в качестве источников реактивной мощности; 2) синхронные двигатели с частотой вращения ротора до 375 об/мин экономически нецелесообразно использовать в качестве источников реактивной мощности. Рекомендуется для таких двигателей режим при cos = 1; 3) синхронные двигатели с частотой вращения ротора 750 и 500 об/мин экономически оправданно использовать в качестве источников реактивной мощности на 30-70%, причем большая нагрузка по реактивной мощности соответствует двигателям большей номинальной мощности; 4) суммарная мощность высоковольтных батарей конденсаторов определяется разностью между мощностью компенсирующих устройств в сети 6-10 кВ и экономически оправданной реактивной мощностью высоковольтных синхронных двигателей.

Вопросы для самопроверки

1. Каков физический смысл реактивной мощности и каковы ее источники в системах электроснабжения?

2. Выполните баланс реактивной мощности по уровням системы электроснабжения промышленных предприятий.

3. Сравните технические характеристики синхронных машин и батарей конденсаторов как источников реактивной мощности.

4. Обоснуйте экономическую необходимость компенсации реактивной мощности и энергии.

5. Назовите критерии оптимизации компенсации реактивной мощности.

6. Опишите особенности выбора компенсирующих устройств наоснове нормативных документов.

291

ГЛАВА ДВЕНАДЦАТАЯ

ЗАЗЕМЛЕНИЕ И ЗАЩИТНЫЕ МЕРЫ ЭЛЕКТРОБЕЗОПАСНОСТИ