2. Розрахунок видаткової частини балансу реактивної енергії

Зробимо розрахунок видаткової частини балансу реактивної енергії.

Загальновідомо, що реактивна енергія корисної роботи не робить, вона лише необхідна для створення магнітного полю в трансформаторах і асинхронних двигунах для забезпечення протікання в них (реактивного) струму, що намагнічує, тому поряд із виробництвом і розподілом активної енергії електричні станції повинні виробляти і розподіляти також і реактивну енергію. Дана реактивна енергія завантажує обмотки генераторів, трансформаторів і лінії передачі, циркулюючи від генераторів до споживачів і назад.

Сучасні асинхронні двигуни споживають реактивний струм, величина якого залежить від навантаження і складає 20-40% від повного номінального струму. Тому чим сильніше буде завантажен двигун і чим більше буде робітничий ток, споживаний їм, тим вище буде коефіцієнт потужності.

Реактивний струм, споживаний трансформатором також не залежить від навантаження і складає 4-6% від повного номінального струму у великих трансформаторів і 7-10% у трансформаторів малої і середньої потужності.

Суть складання балансу реактивної енергії полягає в тім, що б визначити місця найбільше малозавантажених двигунів і ужити відповідних заходів по збільшенню завантаження або по компенсації реактивної енергії.

Споживання асинхронним двигуном реактивної енергії виражається формулою:

W_p = [(P_НОМ • tg_Н)/н ]• t, кВАр •год (6.195)

Відповідно до формули, що враховує завантаження асинхронного двигуна можна записати:

cos _рд = cos _нд • k_, тоді

W_p = [(P_НОМ • tg(arccos(cos _нд • k_))/н ]• t (6.196)

де k_ - коефіцієнт завантаження асинхронного двигуна.

6.4.1 Розрахунок споживання реактивної енергії двигунами головного водовідливу

У (розділ 6.2.1.2) було показано, що потужність двигуна, необхідна для насоса ЦНС –300 для відкачки води з обрію 530 м на поверхню, склала 510 квт.

Отже коефіцієнт завантаження складе:

k_З = Р/ Рн = 510 / 800 = 0,637. (6.197)

По таблиці знаходимо чому дорівнює k_ :

k_ = 0,96.

Споживання реактивної потужності двигуном водовідливу визначається по формулі, квар:

Q_АД= 0,8• ((Рн/н)•tgн) + к²_З• [((Рн/н)•tgн) - 0,8• ((Рн/н)•tgн)] (6.198)

кВАр/год. (6.199)

Отже витрата реактивної енергії на водовідлив за рік:

кВАр• год. (6.200)

Річний приплив води.

м³/рік. (6.201)

Питома витрата реактивної електроенергії на 1м³води.

,

.

Питому витрата реактивної енергії на одну тонну видобутку визначимо по

формулі:

кВАар • год / т. (6.202)

2. Розрахунок генерації (споживання) реактивної енергії двигуном головної вентиляторної установки

Розрахуємо генерацію (споживання) реактивної енергії двигуном головної вентиляторної установки.

Через мале завантаження синхронного двигуна головної вентиляторної установки по активній потужності, можна використовувати даний двигун як генератор реактивної енергії.

Коефіцієнт завантаження по активній потужності при n= 500об/хв визначимо по формулі:

₍₅₀₀₎= Р/Р_НОМ = 1966,36 / 4000 = 0,49. (6.203)

де Р = 1966,36 кВт – завантаження двигуна при n= 500 об/хв, = 70⁰ .

Максимальне значення реактивної потужності, що може бути отримане від СД при n= 500 об/хввизначимо по формулі:

Qсд₍₅₀₀₎ = Р_НОМ • ₍₅₀₀₎ • tg_н = 4000 * 0,49 * 0,484 = +949 кВАр.

де tg_н = 0,484 - данне значення для двигуна СДС 3-17-76 12У4.

При роботі двигуна головної вентиляторної установки з n = 375 об/хв.

Коефіцієнт завантаження по активній потужності при n= 375об/хв, та  = 40⁰ визначимо по формулі:

₍₃₇₅₎ = Р/Р_НОМ = 1030 / 4000 = 0,2575. (6.204)

де Р = 1030 кВт – завантаження двигуна при n= 375 об/хв.

Максимальне значення реактивної потужності, що може бути отримане від СД при n= 375 об/хввизначимо по формулі:

Qсд₍₃₇₅₎ = Р_НОМ • ₍₃₇₅₎ • tg_н = 4000 * 0,275 * 0,484 = +532,4 кВАр. (6.205)

Генерування реактивної енергії синхронним двигуном головної вентиляторної установки за добу при n = 500 об/хв:

= Qсд₍₅₀₀₎ • 24 = 949 • 24 = 22776 кВАр / добу. (6.206)

Технологічну норму генерації реактивної енергії на вентиляторну установку шахти при n= 500 об/хв визначимо по формулі:

wр_ГВУ(500) = кВАр • год. / 1000 м³. (6.207)

Генерування реактивної енергії синхронним двигуном головної вентиляторної установки за добу при n = 375 об/хв:

= Qсд₍₃₇₅₎ • 24 = 532,4 • 24 = 12777,6 кВАр / добу. (6.208)

Технологічну норму генерації реактивної енергії на вентиляторну установку шахти при n= 375 об/хв визначимо по формулі:

wр_ГВУ(375) = кВАр • год. / 1000 м³. (6.209)