В статье проведено исследование сокращения потерь в цеховых трансформаторах при помощи компенсирующих устройств, представлено описание используемых трансформаторов и компенсирующих устройств.
Ключевые слова: реактивная мощность, компенсация реактивной мощности, трансформаторная подстанция.
На промышленном предприятии имеется пять цехов, каждый цех при этом питается от двухтрансформаторной подстанции. Марка установленных на каждой подстанции трансформаторов, а также расчетные нагрузки цехов приведены в таблице. Требуется предусмотреть возможность установки компенсирующих устройств с целью сокращения потерь мощности в трансформаторах. При выборе компенсирующих устройств необходимо обеспечить желаемый тангенс tgφ ж =0,3. На основании исходных данных проведено решение данной задачи. Правильная компенсация позволит нам: снизить общие расходы на электроэнергию; уменьшить нагрузку элементов распределительной сети (подводящих линий, трансформаторов и распределительных устройств), тем самым продлевая их срок службы; снизить тепловые потери тока и расходы на электроэнергию; снизить влияние высших гармоник; подавить сетевые помехи, снизить несимметрию фаз; добиться большей надежности и экономичности распределительных сетей. Реактивная мощность и энергия усугубляют характеристики работы энергосистемы, то есть загрузка реактивными токами генераторов электрических станций наращивает затраты топлива; возрастают издержки в подводящих сетях и приемниках; возрастает снижение напряжения в сетях.
Реактивный ток дополнительно нагружает части электропередачи, собственно что приводит к наращиванию сечений проводов и кабелей и в соответствии с этим к наращиванию серьезных расходов на наружные и внутриплощадочные сети. Компенсация реактивной мощности, в реальное время, считается важным моментом позволяющим решить вопрос сбережения энергии буквально на всяком предприятии.
|
Номер подстанции |
Тип(марка) трансформатора |
Расчетная активная мощность цеха Рр, кВт |
Расчетная реактивная мощность цеха, Qp, квар |
|
1 |
ТСЗГЛ-630/10 У3 |
450 |
425 |
|
2 |
ТМГ-400/10 У1 |
380 |
350 |
|
3 |
ТСЗ-2500/10 УХЛ4 |
1980 |
1740 |
|
4 |
ТСГЛ-1600/10 У3 |
1430 |
980 |
- Произведем расчет потерь мощности в трансформаторе подстанции № 1
|
Тип |
Мощность, кВ*А |
Напряжение обмотки, кВ |
Потери, кВт |
Uк, % |
Ixх, % |
||
|
ВН |
НН |
Рхх |
Ркз |
||||
|
ТСЗГЛ-630/10 У3 |
630 |
6,10 0,4 |
0,137 6,2 |
5 |
2 |
||
- Расчет мощности компенсирующего устройства
Произведем расчет мощности компенсирующего устройства для подстанции № 1
- Выбор числа и типа компенсирующих устройств
Компенсирующие устройства реактивной мощности — технические средства для генерации, поглощения, поглощения и генерации реактивной энергии в зависимости от превалирования в сети в определенный момент времени индуктивных или емкостных реактивных токов. Или проще — это установки на базе конденсаторов, индуктивностей (реакторов), а также управляющих и регулирующих устройств, которые могут только генерировать, только поглощать или генерировать и поглощать реактивную энергию в зависимости от текущего состояния (и характера) нагрузки.
Установка компенсирующих устройств мощность менее 150 квар не целесообразна, в таком случае мер по компенсации реактивной мощности можно не принимать.
Повторим расчет для подстанций № 2,3,4. (В пункте 4 представлен расчет для подстанции№ 3.)
- Уточнение расчетной мощности нагрузок подстанции. Уточнение расчета потерь
Расчетная реактивная мощность нагрузки подстанции № 3 с учетом компенсирующих устройств составит:
Потери мощности в трансформаторах подстанции № 3 с учетом компенсирующих устройств составят:
Из произведенных расчетов можно сделать вывод о том, что:
на подстанции № 1 КУ не требуется
на подстанции № 2 КУ не требуется
компенсация реактивной мощности на подстанции № 3 позволила сократить потери в трансформаторе ≈23 %
компенсация реактивной мощности на подстанции № 4 позволила сократить потери в трансформаторе ≈14 %
- Сводный расчет по всем подстанциям
|
№ ПС |
Тип компенсирующего устройства |
Компенсируемая реактивная мощность, квар |
Потери мощности до компенсации |
Потери мощности после компенсации |
||
|
P, кВт |
Q, квар |
P, кВт |
Q, квар |
|||
|
1 |
Не требуется |
- |
3,266 |
40,403 |
- |
- |
|
2 |
Не требуется |
- |
6,164 |
18,213 |
- |
- |
|
3 |
АКУ 0,4–275–35 У3 |
1100 |
23,518 |
126,428 |
18,575 |
97,630 |
|
4 |
АКУ 0,4–275–35 У3 |
550 |
12,057 |
101,149 |
10,391 |
86,609 |
Литература:
- Правила устройства электроустановок. Общие правила. — 7-е издание. — СПб.: ДЕАН, 2006. — 176 с.
- Переходные процессы в электроэнергетических систем (Юрий Куликов)-2003 г.
- Переходные процессы в линейных электрических цепях Круг К. А. 1948 г.
