кучумов (1226921), страница 10
Текст из файла (страница 10)
Однако в соответствии со старым руководящими указаниями по компенсации реактивной мощности предприятия не были заинтересованы в отключении установленных КУ в часы минимальных нагрузок. В связи с этим в питающей энергосистеме часто наблюдалась перекомпенсация реактивной мощности. Перекомпенсация - это избыточная реактивная мощность, вырабатываемая компенсирующей установкой в периоды понижения нагрузок (ночью, в обеденные перерывы, в нерабочие и праздничные дни и т.п.) и передаваемая в сеть энергосистемы. Результатом перекомпенсации являлось увеличение суммарных потерь мощности и энергии в электрических сетях и усложнение, и удорожание устройств регулирования напряжения.
По этой причине в приказе Минпромэнерго РФ от 22.02.2007 №49, указывается не нормируемое значение коэффициента мощности (0,92-0,95), а та суммарная реактивная мощность компенсирующих устройств, которая должна быть установлена на предприятии согласно заданию энергосистемы. Для стимулирования мероприятий по компенсации реактивной мощности Минэнерго установлена новая шкала скидок и надбавок к тарифу за электроэнергию в зависимости от степени компенсации реактивной мощности у потребителей.
Контрольные замеры заводом изготовителем показывают, что потребление реактивной мощности возрастает практически в 2 раза, что способствует повышению нагрузки на обмотки трансформатора, линии электропередачи, а так же падению напряжения на стороне 10 кВ.
Для выбора установленной мощности КРМ и необходимого диапазона регулирования рассматривались режимы максимальных и минимальных нагрузок энергосистемы в пределах суток в летний и зимний периоды.
За максимальный режим принят режим зимнего максимума.
На основании проведенного технико-экономического анализа принято к использованию в качестве средства снижения реактивной мощности использовать батареи статических конденсаторов.
Для примера рассмотрим предельно допустимое значение tgφ понизительной подстанции для зимних максимума и минимума активной и реактивной мощности, а также летнего максимума и минимума активной и реактивной мощности, причем это значение для напряжения 6 кВ установлены по приказу №49 Минпромэнерго России от 22 февраля 2007 г.) следующие коэффициенты: не более tgφ = 0,4 и сos = 0,93:
, (9.2)
Для зимнего максимума по формуле (8.2):
tg = 10,55 / 19,715 = 0,535.
Средневзвешенный коэффициент мощности по формуле (9.1):
cos = 10,55/22,36 = 0,472.
Что бы снизить потери и повысить эффективность подстанции, скомпенсируем реактивную мощность:
где Q - количество реактивной мощности, которую необходимо нейтрализовать для получения требуемого коэффициента мощности.
Для зимнего минимума:
tg = 8,4 / 17,32 = 0,485.
cos = 8,4 /19,249= 0,436.
Для летнего максимума:
tg = 6,75/ 10,334 = 0,653.
cos = 6,75/12,343 = 0,547.
Для летнего минимума:
tg = 4,6/ 8,053 = 0,571.
cos = 4,6/9.274= 0,496.
Для достижения предельного показателя 0,4 уже достаточно скомпенсировать от минимальной нагрузки до максимальной всего около 1,5 - 3,0 МВАр реактивной мощности. Однако для увеличения желаемого cos = 0,93 требуется повысить мощность компенсирующей установки до значения около 10 МВАр.
8.2 Выбор компенсирующих устройств
Для компенсации реактивной мощности и повышения коэффициента мощности, фильтрации высших гармоник тока, снижения колебаний напряжения и улучшения параметров качества электроэнергии (снижение несимметрии напряжения и стабилизация напряжения) применяются статические тиристорные компенсаторы реактивной мощности (СТК).
Помимо обеспечения требований по основным показателям качества электроснабжения, СТК осуществляют разгрузку сетевых трансформаторов и питающих линий электропередачи от реактивной мощности, тем самым снижая в них величину действующего тока и активных потерь. В совокупности это позволяет увеличить передаваемую активную мощность без установки нового оборудования. Эти факторы определяют основной экономический эффект от применения СТК в электрических сетях. Проект СТК включает тиристорную часть, систему управления, фильтры, компенсирующий реактор, систему автоматического регулирования.
Тиристорный компенсатор реактивной мощности состоит из двух секций подключенных к обмотке 6 кВ трансформаторов Т1 и Т2. Каждая секция СТК содержит тиристорно – реакторную группу мощностью 7 МВАр состоящую из ПСМ и компенсирующего реактора и конденсаторную группу, состоящую из конденсаторной установки и фильтровых реакторов.
Срок окупаемости СТК составляет от 1 до 3 лет. Технические характеристики приведены в таблице 89.1.
Таблица 8.1 - Технические характеристики СТК на 10 кВ
| Мощность | 7000 кВАр |
| Напряжение | 11 |
| Частота | 50 Гц |
| Номинальный ток | 500А |
| Максимальный ток | 550А |
| Фильтры | 3,5,7 и 11 гармоники |
| Мощность фильтров | 0,7; 1,5; 3,3; 4,5 МВАр каждая |
| Управление | микропроцессорное |
Сегодня современное оборудование требует все больше и больше высокого качества электроэнергии и стабильности напряжения. Следовательно, необходимо, чтобы в системе электроснабжения не было гармоник и прочих электрических помех и возмущений. А это означает, что фильтрокомпенсирующие установки ФКУ играют важнейшую роль в обеспечении «чистоты» источника энергии, которые предназначены для подавления сильных искажений тока и напряжения, вносимых целым рядом современных электрических устройств.
Экономически целесообразно применение фильтрокомпенсирующие установок на напряжение 6кВ в связи с тем, что высоковольтные потребители создают меньший спектр гармонических искажений по сравнению с низковольтными потребителями. Поэтому технически и экономически выгоднее реализовать схему фильтрокомпенсирующего устройства, настроенную на 3 гармоники, чем на широкий спектр гармоник нетяговых потребителей.
Помимо фильтрации гармоник, фильтрокомпенсирующие устройства выполняют компенсацию реактивной мощности потребителей на основной частоте. Поэтому силовые фильтры гармоник различают по реактивной мощности. Технические характеристики приведены в таблице 9.2.
Таблица 8.2 - Технические характеристики ФКУ-106 кВ
| Номинальная мощность ФКУ | 6000 кВАр |
| Номинальное напряжение | 11 кВ |
| Номинальный ток | 86 а |
| Индуктивность реактора | 61 мГн |
| Мощность реактора | 430 кВАр |
| Частота сети | 50 Гц |
| Подавляемая гармоника | 3 и выше |
| Пик коммутационного перенапряжения | 1,25 Uном |
| Выдерживаемое импульсное напряжение | 75 кВ |
| Ток термической стойкости при КЗ | 25 кА |
| Ток динамической стойкости при КЗ | 62,5 кА |
| Температура окружающей среды | -50 °С…+50 °С |
Батареи статических конденсаторов (БСК) предназначены для повышения напряжения (на 3-4%) в сетях 6-220 кВ.
БСК производятся на базе косинусных однофазных конденсаторов, путем их параллельно-последовательного соединения в звезду или треугольник в зависимости от режима работы нейтрали. Для ограничения тока при включении БСК оснащаются токоограничивающими реакторами (по одному на фазу). Защита БСК обеспечивается отключением головного выключателя. Сигнал на устройства РЗА для отключения головного выключателя в случае разбалланса поступает с трансформаторов тока ТФЗМ, которые подключаются в разрыв двух параллельных групп конденсаторов.
Соединения элементов БСК выполняются гибкой медной шиной для предотвращения повреждения изоляторов при температурном сжатии/расширении или под воздействием электродинамических нагрузок. БСК изготавливаются для установки на улице или в быстровозводимом здании. БСК на напряжение 6-10 кВ могут размещаться в утепленном блок контейнере. Технические характеристики приведены в таблице 9.3.
Сравнение устройств компенсации реактивной мощности целесообразно проводить исходя из технических характеристик этих устройств наряду с их экономической оценкой, рассмотрено в экономической части данного дипломного проекта.
Таблица 9.3 - Технические характеристики БСК на 10 кВ
| Мощность | 5000 кВАр |
| Напряжение | 10,5 |
| Частота | 50 Гц |
| Разброс емкости | 0/+5% |
| Окружающая температура | -50 °С…+50 °С |
| Защита |
по току |
| Конденсаторы | косинусные силовые однофазные (трехфазные) конденсаторы |
| Комплект поставки БСК | силовые конденсаторы; токоограничивающие реакторы; трансформаторы тока разбаланса, трансформаторы тока фазы, реле защиты БСК, опорные полимерные (фарфоровые) изоляторы |
Из технических свойств устройств компенсации реактивной мощности в области характера регулирования ими реактивной мощности различают плавное или ступенчатое. Тот или иной вид регулирования зависит от требований, предъявляемых потребителями, подключенных к шинам 6 кВ понизительной подстанции переменного тока.
В данном случае вполне допустимо применение ступенчато управляемой компенсации с помощью батареи статических высоковольтных конденсаторов, в связи с отсутствием потребителей с резко-переменной нагрузкой, а проведенные расчёты по графикам нагрузки показали достаточный запас по генерируемой реактивной мощности у БСК на 5 МВАр для достижения tg = 0,4.
Таким образом, общий эффект от компенсации реактивной мощности выразится в экономии электроэнергии и уменьшении технологических потерь в сети.
9 ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ЗАМЕНЫ ВЫКЛЮЧАТЕЛЕЙ НА ПОДСТАНЦИИ
9.1 Теоретические основы экономической оценки эффективности реконструкции подстанции
Экономическое обоснование эффективности практического использования новых технических или технологических разработок основывается на общих методических положениях теории экономической эффективности капитальных вложений. Однако специфика каждого научно-технического решения требует индивидуального подхода при его экономическом обосновании [34].
Из-за ограниченного объема экономического раздела, нет возможности рассчитать экономический эффект всего реконструируемого оборудования, поэтому для примера ведется расчет только для выключателей: ВГТ 110, ВГБЭ 35, BB/TEL 10.
При экономическом обосновании замены оборудования критерием оценки является срок окупаемости затрат, вызванных установкой новых устройств. Он определяется по формуле, лет:
| | (9.1) |
,где Кнво – капитальные вложения, необходимые для установки нового оборудования, тыс. руб.; Энвк – экономический эффект от использования новой техники, который эквивалентен ущербу от ненадежной работы старой техники, тыс. руб.; Сст– текущие расходы на содержание и обслуживание старой техники, тыс. руб.; Снв – текущие расходы на содержание и обслуживание новой техники, тыс. руб.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
