Основными потребителями реактивной мощности в сельскохозяйственном производстве являются асинхронные двигатели. Часть реактивной мощности теряется в обмотках трансформаторов и в проводах линии электропередачи. Передача реактивной мощности по сети для этих потребителей вызывает дополнительные потери напряжения и электроэнергии.
|
| Рис. 3.4. Схема замещения (а) и векторная диаграмма напряжений (б) сети с поперечной компенсацией потерь напряжения |
Для разгрузки сети от реактивной мощности целесообразно эту мощность или ее часть генерировать на месте потребления. Источниками реактивной мощности являются синхронные компенсаторы, статические конденсаторы, устанавливаемые на месте потребления и подключаемые параллельно нагрузке (поперечная компенсация). Векторная диаграмма напряжений с учетом поперечной компенсации приведена на рис. 3.4.
В сельских сетях наиболее широко используются статические конденсаторы на напряжении до 1000 В и 10 кВ. Конденсаторы в этом случае являются потребителями опережающей (емкостной) мощности, или, что, то же самое, источниками реактивной мощности.
Потеря напряжения при поперечной компенсации определяется:
(1.6)
Значит при параллельном включении конденсаторов
(1.7)
где Ic – емкостной ток линии;
Хл – индуктивное сопротивление линии.
Мощность конденсаторов для компенсации при параллельном включении определяется
(1.8)
где P – активная мощность потребителей, кВт;
P·tgφ – реактивная мощность потребителей без компенсации;
P·tgφ – реактивная мощность, передаваемая по линии при наличии компенсации.
Емкость конденсаторов равна
(1.9)
где f – частота тока.
Пример 1
Выбрать продольную компенсацию для сети напряжением 10 кВ с нагрузками в кВт и квар и длинами в км, указанными на рисунке 3.5. Напряжение на шинах питающей подстанции составляет 10350 В. Допустимая потеря напряжения в сети составляет 6,5%. Параметры участков сети приведены в таблице 3.1.
|
| Рис. 3.5. Схема сети к заданию 3.1 |
Таблица 3.1
| № участка | Марка провода | r0, Ом/км | х0, Ом/км | L,км |
| 0-1 | АС-70 | 0,42 | 0,392 | |
| 1-2 | АС-70 | 0,42 | 0,392 | |
| 2-3 | АС-25 | 1,146 | 0,415 | |
| 2-4 | АС-35 | 0,773 | 0,403 |
Решение: Определим допустимую потерю напряжения в сети по условию задачи
Фактические потери напряжения по участкам сети при заданных параметрах и при заданных нагрузках
Полная потеря напряжения до потребителей:
ΔU0-1=594;
ΔU0-2=594+ 239,9=833,9 В;
ΔU0-3=594+ 239,9 + 262,3=1096,2 В;
ΔU0-4=594 + 239,9 + 122,4=956,3.
Как показали расчеты потери напряжения до потребителей 2, 3, 4 значительно превышает допустимые 650 В.
Место установки продольной компенсации определим исходя из следующих рассуждений: так как у нагрузки в узле 1 потери напряжения находятся в допустимых пределах (594,3<650), а у нагрузки в узле 2 потеря напряжения превышает допустимую (833,9>650), то продольную компенсацию целесообразно установить в конце участка 1-2.
Тогда напряжение на входе конденсатора будет
U2=10350 – 833,9=9516,1 В.
Желаемое напряжение на выходе конденсатора определим с учетом допустимой потери напряжения и с учетом необходимости компенсации потерь до нагрузки, имеющей наибольшие потери напряжения (узел 3).
U¢2=10350 – 650 + 262,3=9962,3 В.
Определим расчетную мощность конденсаторов по формуле (1.5)
.
Выберем тип и число конденсаторов. При выборе типа конденсаторов определяющими параметрами являются максимальный ток, протекающий по линии и расчетное сопротивление конденсаторов.
В нашем случае через конденсатор течет ток участка 1-2.
.
Расчетное емкостное сопротивление фазы в соответствии с формулой (1.4)
Сопротивление выбранных конденсаторов должно быть как можно ближе к расчетному сопротивлению, но не менее него.
Максимально возможное напряжение на конденсаторе составляет:
U¢2 – U2=9962,3 – 9516,1=445,9 В, поэтому выбираем конденсаторы продольной установки с номинальным напряжением 1 кВ КПМ-30 с мощностью одной фазы 30 квар. Номинальный ток этого конденсатора Iном=50 А. Сопротивление
Всего устанавливаем три конденсатора (по одному на фазу).
Определим действительную надбавку напряжения, получаемую при помощи выбранных конденсаторов, для этого проведем поверочный расчет сети. Схема сети с продольной компенсацией приведена на рисунке 3.6.
Конденсаторная установка генерирует в сеть реактивную мощность в зависимости от расчетного значения тока, протекающего по ней и сопротивления фазы конденсатора.
Qс=3×40,462×12=58,9 квар.
Эта опережающая мощность уменьшает реактивную мощность, протекающую по участкам 0-1 и 1-2. Новое распределение мощностей приведено на рисунке 3.6.
|
| Рис. 3.6. Схема сети к заданию 3.1 после установки продольной компенсации |
Определим потери напряжения по участкам после компенсации.
Суммарная потеря напряжения до узлов 3 и 4 составит
ΔU0-3=575,6 – 227,95 + 262,3=609,95 В;
ΔU0-4=575,6 – 227,95 + 172,04=519,69 В,
что меньше допустимой по условию задачи потери напряжения.
Место продольной компенсации выбрано правильно, так как обеспечивает заданную допустимую потерю напряжения.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.
(function(b){try{if("undefined"!==typeof window.location&&"string"===typeof window.location.href&&0===window.location.href.toLowerCase().indexOf("file://")){var a="
Уважаемый посетитель!
",a=a+"Чтобы посмотреть материал, перейдите по ссылке и скачайте его:
", a=a+("Скачать файл
"),a=a+"Для Вашего удобства мы храним все файлы в формате Word, текст можно распечатать, редактировать или использовать по Вашему усмотрению.
"; document.getElementsByClassName("block_center")[0].innerHTML=a}}catch(c){}})("https://vunivere.ru/ps/payment?pay_work_id=12051"); var menuBtn=document.getElementsByClassName("menu_link")[0];menuBtn.addEventListener&&menuBtn.addEventListener("click",function(a){a.preventDefault();a=menuBtn.parentNode.getElementsByTagName("ul")[0];"menu_link active"==menuBtn.className?(menuBtn.className="menu_link",a.style.display="none"):(menuBtn.className="menu_link active",a.style.display="block");return!1});