Мой диплом (1230109), страница 4
Текст из файла (страница 4)
(3.3)
где xc - емкостное сопротивление одного конденсатора, Ом,
(3.4)
Значение N округляется до ближайшего целого числа.
От выбранного числа параллельно и последовательно соединенных конденсаторов зависит установленная мощность QКУ.уст кВАр и емкостное сопротивление батареи конденсаторов ХC, 0м:
(3.5)
(3.6)
Желательно, чтобы установленная мощность QКУ.уст была несколько больше, чем требуемая мощность КУ qКУ .
Результаты расчетов параметров КУ в системе электроснабжения, определенные по формулам (3.1)-(3.6), сводим в таблицу 3.1.
Пример расчета для подстанции Солони:
,
принимаем 1,
Ом,
принимаем 1,
300·1·1=300 кВАр,
Ом,
Таблица 3.1 - Параметры компенсирующих установок
| Параметры компенсирующих Установок | Подстанции | ||
| Алонка | Н-У | Солони | |
| Тип конденсаторов | АУКРМ-10,5-300-ВАРНЕТ-А | АУКРМ-10,5-4500-ВАРНЕТ-А | АУКРМ-10,5-300-ВАРНЕТ-А |
| Мощность конденсатора установки, кВАр | 300 | 4500 | 300 |
| Число последовательных установок M, шт. | 1 | 1 | 1 |
| Число параллельных установок N, шт. | 1 | 1 | 1 |
| Сопротивление установок XC, Ом | 367,5 | 24,5 | 367,5 |
| Установленная мощность КУ | 300 | 4500 | 300 |
кВАр
Параметры установок на остальных подстанциях приведены в (Приложение В).
Кроме конденсаторов в установку АУКРМ-ВАРНЕТ входят коммутационная аппаратура, измерительные трансформаторы тока и напряжения, устройства релейной защиты и автоматики, ОПН для защиты от перенапряжения [6].
4 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОТЕРЬ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ ЗА ГОД В ТРАНСФОРМАТОРАХ Трансформаторных ПОДСТАНЦИЙ
Установки параллельной (поперечной) емкостной компенсации (КУ) являются наиболее дешевым и эффективным средством компенсации реактивной мощности и энергии в системах электроснабжения. В качестве дополнительного источника реактивной мощности, служащего для обеспечения потребителя реактивной мощностью, сверх того количества, которое возможно и целесообразно получить от энергосистемы, и от синхронного двигателя имеющихся на предприятии устанавливаются конденсаторные батареи (КБ). Электроустановка, предназначенная для компенсации реактивной мощности. Конструктивно представляет собой конденсаторы, обычно соединенные по схеме «треугольник» и разделенные на несколько ступеней с разной емкостью, и устройство управления ими. Устройство управления чаще всего способно автоматически поддерживать заданный коэффициент мощности на нужном уровне переключением числа включенных в сеть ступеней. В результате компенсаций реактивной мощности при использовании КУ наблюдаются также следующие положительные явления:
- снижаются потери мощности и энергии в трансформаторах подстанций и ЛЭП;
- уменьшается несинусоидальность и несимметрия напряжений и токов;
- повышается уровень напряжения на шинах подстанций. Но этот фактор является положительным только в режиме максимальных нагрузок.
Поэтому можно сделать следующий вывод.
Компенсирующие установки являются эффективным средством энергосбережения и повышения качества электроэнергии.
В проекте производится анализ влияния КУ на потери электроэнергии за год в трансформаторах подстанций и ЛЭП системы внешнего электроснабжения. Существует достаточно много методик расчета потерь электроэнергии в системах электроснабжения [7]. В проекте используется так называемый метод среднегодовых нагрузок [5,7].
4.1 Расчет действующих значений токов в обмотках трансформаторов подстанций
Так как нагрузка симметричная, то расчёт ведётся по значениям действующих значений фазных токов.
Расчет токов определяют по ежемесячным расходам активной и реактивной энергии за год по подстанциям (Приложение А). Величины токов приводятся к шинам высокого напряжения с учетом соединения обмоток трансформатора подстанции. Все нижеследующие расчеты выполняются для двух вариантов: первый вариант - без КУ, второй вариант - с включением КУ на подстанции с параметрами, определенными в разделе 3. Находим значения активных и реактивных токов для каждой подстанции без КУ и с включением КУ по формулам:
(4.1)
(4.2)
где TКУ - время работы КУ ч/год; ТКУ = 7000-8000 ч/год при постоянном включении КУ.
При определении токов без КУ значение QКУ.пол принимается равным 0.
-
Определение углов сдвига фазы между током и напряжением фазы
При выполнении дальнейших расчетов необходимо знать значения углов сдвига фазы между средним током и напряжением плеча питания, гр. эл.:
(4.3)
По результатам расчетов по формулам (4.1)-(4.3) составлена таблица 4.1 значений всех токов и углов сдвига фазы для всех подстанций без КУ и с включением КУ.
Пример расчета для подстанции Новый Ургал:
А,
А,
А,
градусов,
градусов.
Таблица 4.1- Результаты расчета токов фазы А.
| Параметр | Алонка | Новый Ургал | Солони |
| КУ отключено | |||
| Активный ток, А | 12,84 | 77,62 | 5,6 |
| Реактивный ток, А | 12,37535595 | 73,6514582 | 5,56471718 |
| Действующий ток, А | 12,84+j12,38 | 77,6+j73,65 | 5,6+j5,56 |
| угол сдвига фазы, град. | 43,95 | 43,5 | 44,83 |
| КУ находится в работе | |||
| Активный ток, А | 12,84 | 77,62 | 5,6 |
| Реактивный ток, А | 7,86 | 14,33 | 1,6 |
| Средний ток, А | 12,84+j7,86 | 77,62+j14,33 | 5,6+j1,6 |
| угол сдвига фазы, град. | 31,5 | 10,5 | 16,04 |
Так как расчёт производился по фазе А, нужно найти значение для двух других фаз В и С. Для фазы В комплексное значение тока. А, равно
(4.4)
для фазы С:
(4.5)
По результатам расчетов по формулам (4.4)-(4.5) составлена таблица 4.2 комплексных токов в фазах обмотки ВН трансформатора подстанции.
Пример расчета для подстанции Новый Ургал без КУ:
А,
А,
Проверка (Σ I=0):
+
+
=0 А
Таблица 4.2- Результаты расчета токов обмоток ВН подстанции
| Параметр | Алонка | Новый Ургал | Солони |
| КУ отключено | |||
| Ток фазы, A: | |||
| -фаза А | 12,84-j12,38 | 77,62-j73,65 | 5,6-j5,56 |
| -фаза B | -17,14-j4,9 | -102,6-j30,4 | -7,62-j2,1 |
| -фаза С | 4,3+j17,3 | 24,97+j104,05 | 2,1+j7,63 |
| КУ отключено | |||
| Ток фазы, A: | |||
| -фаза А | 12,84-j7,86 | 77,62-j14,33 | 5,6-j1,61 |
| -фаза B | -13,2-j7,2 | -51,22-j60,06 | -4,19-j4,04 |
| -фаза С | 0,38+j15,04 | -26,4+j74,39 | -1,4+j5,65 |
-
Определение среднегодовых потерь мощности в трансформаторах подстанций
Известно, что потери мощности в трансформаторах складываются из потерь холостого хода (постоянные потери) и нагрузочных потерь (переменные потери). Постоянные потери определяются паспортной величиной потерь мощности холостого хода трансформатора 
, значением напряжения на вводах трансформатора 
и числом включенных трансформаторов 
.
С небольшой долей погрешности в проекте для упрощения можно принять 
. В этом случае суммарные постоянные потери мощности для группы трансформаторных подстанций равны
(4.6)
Так как в проекте используется метод среднегодовых нагрузок, а в качестве нагрузок используются токи в обмотках, то переменные потери в трансформаторах i подстанции, кВт, рассчитываются по выражению
(4.7)
где 
- номинальный ток в обмотке ВН трансформатора i-й подстанции, А; 
- модуль тока фазы А обмотки ВН трансформатора подстанции, А.
Суммарные переменные потери в трансформаторах для группы подстанций равны
(4.8)
На основании расчетов по формулам (4.6)-(4.8) определяют потери активной электроэнергии в трансформаторах, кВтч/год, по формуле
(4.9)
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
