Тип автомата                              ВА51-31  ВА52-31 *)

Номинальный ток автомата I ном (А)           100      100

Номинальный ток расцепителя I ном.р (А)     80.0     80.0

Ток отсечки I отс / I ном.р (о.е.)             7        7

Предельная коммутац. способн. I откл (кА)    7.0     25.0

При отсутствии выбранных можно использовать автоматы :

Тип автомата   I ном   I ном.р   I отс / I ном.р   I откл

А        А           о.е.           кА

ВА51-33       160      80.0          10           12.5

ВА52-33       160      80.0          10           28.0

ВА51-35       250      80.0          12           15.0

ВА52-35       250      80.0          12           30.0

*) ВА52 следует применять вместо ВА51, если требуется

повышенная коммутационная способность.

ПРОВЕРКА АВТОМАТА НА КОММУТАЦИОННУЮ СПОСОБНОСТЬ:

Наибольший ток к.з. за автоматом

I к должен быть меньше I откл

пpедельной коммутационной способности автомата

7.0 кА - для ВА51-31

25.0 кА - для ВА52-31

CОГЛАСОВАНИЕ РАСЦЕПИТЕЛЯ С ЗАЩИЩАЕМЫМ ПРОВОДНИКОМ :

Допустимый ток защищаемого проводника Iдоп (А) :    95.00

(Кабель в воздухе, алюмин. жилы, бумажная изол.,  35.0 мм2)

I ном.р  <  I доп

Расцепитель автомата согласуется с защищаемым проводником.

7 Компенсация реактивной мощности в электрической сети напряжением до 1 кВ

7.1 Расчетная схема

Рисунок 7.1 – Расчетная схема

Источниками реактивной мощности являются энергосистема, высоковольтные синхронные двигатели (СД), и конденсаторные батареи (БК).

7.2 Исходные данные

Для данного расчета исходными данными являются:

-Расчетная активная нагрузка на один трансформатор ()

,                                                    

где  - средняя активная нагрузка на один цеховой трансформатор,

, смотри с.

-Расчетная реактивная нагрузка на один трансформатор ()

,                                                                            

где   - средняя активная нагрузка на один цеховой трансформатор,

 , смотри с.

-Номинальная мощность трансформатора

, с

-Номинальное высшее напряжение трансформатора

, с.

-Номинальное низшее напряжение трансформатора

, с.

-      Мощность КЗ трансформатора

, с.

-      Напряжение КЗ трансформатора

, с.

-Коэффициент загрузки трансформатора

, /5/.

-Плата за 1 кВт максимальной нагрузки

, данные ОАО «Чувашэнерго».

-Стоимость одного кВт∙ч электроэнергии

, данные ОАО «Чувашэнерго».

-Удельная стоимость конденсаторных батарей

, данные ОАО «Чувашэнерго».

-Данные высоковольтных двигателей-компрессоров с

1)                                   Номинальное напряжение СД .

2)                                   Номинальная мощность СД .

3)                                   Коэффициент загрузки по активной мощности .

-Индексы 1,2,3,4 применяются при расчетах на соответствующих этапах.

7.3 Вспомогательные расчеты

Удельная стоимость потерь мощности :

,                                                                          (7.1)

где                           = 2400 ч. – время максимальных потерь, с.80 /6/;

=4000 ч/год – число часов использования максимума нагрузки, с.80 /7/.

.

Затраты первые БК 0,38 кВ :

,                                                                         (7.2)

где                             = 0,203 - ежегодное отчисление для БК, с.79 /6/;

 = , удельные потери активной мощности в конденсаторных батареях, /6/.

.

Затраты первые СД :

,                                                                              (7.3)

где                                  = 5,31 - коэффициент аппроксимации, с.     ;

=204,0  - номинальная реактивная мощность СД, с.

.

Затраты вторые СД ():

,                                                              (7.4)

где                                  = 4,27 - коэффициент аппроксимации, с.     ;

 = 1 – количество СД в группе, рисунок 7.1.

.

Переменные затраты СД на генерацию реактивной мощности:

;                                                   (7.5)

.

Располагаемая мощность СД ():

,                                                                      (7.6)

где  - наибольший коэффициент загрузки по реактивной мощности.

Зависит от : , .     (7.7)

.

Экономическая реактивная мощность энергосистемы ():

,                                                                                    (7.8)

где  - экономическое значение коэффициента реактивной мощности.

,                                                                                        (7.9)

где              =0,6 - базовый коэффициент реактивной мощности /4/;

 = 0,9 - коэффициент отличия стоимости электроэнергии /4/.

.

.

Допустимая через трансформатор мощность :

,                                                             (7.10)

где  - максимальный коэффициент загрузки трансформатора в нормальном режиме, , /6/.

.

7.4 Распределение реактивной мощности между источниками

Рисунок 7.2 – Блок-схема распределения реактивной мощности

1 этап. На первом этапе достигается минимум затрат на производство реактивной мощности, используя оптимизационный метод Лагранжа (согласно рисунку 7.2, а).

Примечание – индекс внизу обозначает этап расчета.

Определим множитель Лагранжа ()

.                                                  (7.11)

Для синхронного двигателя определяем реактивную мощность

.                        (7.12)

Определим реактивную мощность, которую необходимо скомпенсировать с помощью конденсаторных батарей

.                           (7.13)

Так как  > 0, то переходим на третий этап.

3 этап. Находим распределение реактивной мощности с учетом  энергосистемы. Расчетная реактивная мощность через трансформатор при учете высоковольтных синхронный двигателей

.                            (7.14)

Так как  < , то реактивная мощность от системы , реактивная мощность конденсаторных батарей . Переходим на четвертый этап.

4 этап. Выполняется в случае, если трансформатор не может пропустить необходимую мощность со стороны высшего напряжения на сторону низшего напряжения, так необходимо выполнение условия

.                                                                              (7.15)

Проверим выполнение условия

;

.

Следовательно, трансформатор не может пропустить необходимую мощность. В этом случае установка конденсаторных батарей необходима.

В данном случае . (7.16)

Так как  < , то  не измениться, а реактивная мощность от системы

.                          (7.17)

Таким образом, получили результаты.

Реактивная мощность источников:

-Синхронные двигатели .

-Энергосистема .

-Конденсаторные батареи 0,38 кВ .

Итого: .

Правильность ручного расчета подтверждается автоматизированным расчетом, произведенным по программе KRM пакета прикладных программ PRES1, приведенных на с.     . По полученным данным составляется таблица, где приводятся изменения расчетных параметров в зависимости от изменения исходных параметров.

7.5 Пересчет в зависимости от изменения входных параметров

а) Рассмотрим случай, когда исходные данные такие же, как и в исходных данных (пункт 7.2), но номер группы энергосистемы 10, таблица 7.1, тогда , , коэффициент отличия стоимости электроэнергии . Параметры принимают индекс (7) согласно таблице 7.1.

Расчет проводим по формулам (7.1) … (7.13).

;

;

;

;

;

;

,

где                                                            .

.

1 этап.

.

.

Так как .

Определим баланс мощности в узле

.

Так как  > 0, то переходим на третий этап.

3 этап.

.                          (7.14)

Так как  < , то реактивная мощность от системы , реактивная мощность конденсаторных батарей  . Переходим на четвертый этап.

4 этап.

.

Проверим выполнение условия

;

.

Следовательно, трансформатор не может пропустить необходимую мощность. В этом случае установка конденсаторных батарей необходима.

В данном случае  .

Так как  < , то  не измениться, а реактивная мощность от системы

.

Таким образом, получили результаты.

Реактивная мощность источников:

-Синхронные двигатели .

-Энергосистема .

-Конденсаторные батареи 0,38 кВ .

Итого: .

б) Рассмотрим случай, когда исходные данные такие же, как и в исходных данных (пункт 7.2), но мощность АД . Параметры принимают индекс (8) согласно таблице 7.1.

Расчет проводим по формулам (7.1) ­… (7.13).

;

;

;

;

;

;

,

где                                               .

.

1 этап.

.

.

Определим баланс мощности в узле

.

Так как  > 0, то переходим на третий этап.

3 этап.

.              (7.14)

Так как  < , то реактивная мощность от системы , реактивная мощность конденсаторных батарей  . Переходим на четвертый этап.

4 этап.

.

Проверим выполнение условия

;

.

Следовательно, трансформатор не может пропустить необходимую мощность. В этом случае установка конденсаторных батарей необходима.

В данном случае  .

Так как  > , то , а реактивная мощность от системы

.

Таким образом, получили результаты.

Реактивная мощность источников:

-Синхронные двигатели .

-Энергосистема .

-Конденсаторные батареи 0,38 кВ .

Итого: .

КОМПЕНСАЦИЯ РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

Расчетная нагрузка 0.4 кВ: Pp =   434.7 кВт, Qp =   469.8 квар

Номинальная мощность трансформаторов  6/0.4 кВ Sт =   630 кВ*А

Максимальный коэффициент загрузки Т в нормальном режиме = 0.70

Высшее напpяжение п/ст, питающей сеть  6 кВ = 220 кВ и выше

Режим работы - двухсменный

Число часов использования максимума нагрузки Тм = 4000 ч/год

Число часов использования максимума  потерь  tм = 2400 ч/год

Тариф на электроэнергию - двухставочный

Плата за 1 кВт максимальной нагрузки = 188.00 руб/кВт*мес

Плата  за  1 кВт*ч   электроэнергии  =   0.42 руб/кВт*ч

Удельная стоимость конденсаторов 0.38 кВ =  350.00 руб/квар

Номер группы энергосистемы =  4

Коэффициент отличия стоимости электроэнергии k =  0.9

Высоковольтные синхронные двигатели   6 кВ

Номер Колич.  Рном   Qном    D1    D2   Кзагр.

кВт   квар    кВт   кВт

1     1      400    204    5.31  4.27  0.97

РАСЧЕТЫ

Удельная стоимость потерь Со =    2.36 т.руб/кВт*год

Затраты первые БК 0.38 кВ З1бк =   80.50 т.руб/Мвар*год

Затраты первые СД (т.руб/Мвар*год)

61.47

Затраты вторые СД (т.руб/Мвар**2*год)

242.31

Располагаемая реактивная мощность СД (квар)

217.5

Экономический коэффициент реактивной мощности

Tg(fi)э = 0.67

Экономическая реактивная мощность энергосистемы

Qэ =   291.2 квар

Допустимая через трансформаторы мощность Qдоп =    74.3 квар

Этапы распределения Qp (квар) между источниками :

Этап   СД1     C      БК

1     39      0    431

3     39    291    139

4     39     35    396

РЕЗУЛЬТАТЫ

Реактивная мощность источников (квар)

Синхронные двигатели

39.3

Энергосистема  Конденсаторы 0.38 кВ

35.0      395.5

Итого :     469.8

8 Выбор сечений проводников на первом, втором и четвертых уровнях

8.1 Выбор сечения проводников на первом уровне

Сечение проводов и жил кабелей выбирают по техническим и экономическим условиям в /6/.

На первом уровне линия электрической сети связывает электроприемники с РП, к которым они присоединены. В качестве проводника используются провода с резиновой и поливинилхлоридной изоляцией, алюминиевыми жилами, три одножильных в одной трубе. К РП подсоединен асинхронный двигатель (АД). Провод выбираем по нагреву из условия

,                                                                                  (8.1)

где                                – допустимый ток проводника перед АД;

   – номинальный ток АД, , c.Кроме фазных проводов используется нулевой защитный проводник, который в расчет не принимаем (п. 1.3.10 /3/), так как в нормальном режиме он не обтекается током, так если не участвует в тепловом процессе. По данным подраздела 1.3 /3/ выбираем провод сечением 2,5 мм2 с.     .

.

Условие согласования предохранителя защищающего АД только от короткого замыкания

                                                                                 (8.2)

где        – номинальный ток плавкой вставки, , с. .

Получаем, что , то есть номинальный ток плавкой вставки согласуется с допустимым током проводника перед асинхронным двигателем.

Окончательно на первом уровне выберем провод сечение 2,5 мм2 с , марки АПВ (4х2,5) мм2.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7