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});