Дата и время

Выбор устройства компенсации реактивной мощности

Раздел: Электрооборудование

Методика выбора устройств компенсации реактивной мощности (КРМ) заключается в выборе устройств, позволяющих улучшить коэффициент мощности потребителя до требуемого значения и состоит из следующих этапов:

  • • выбор места установки устройства КРМ;
  • • вычисление мощности устройства КРМ;
  • • проведение необходимых проверок и расчетов;
  • • собственно выбор устройства КРМ.

Выбор места установки устройства КРМ

В зависимости от особенностей конкретной электроустановки устройства КРМ могут быть установлены, как показано на рис. 1.

Рис.1 – Выбор места установки устройства КРМ

Рис.1 – Выбор места установки устройства КРМ

  • 1. На вводе на стороне СН.
  • 2. На главной распределительной шине.
  • 3. На вторичной распределительной шине.
  • 4. Индивидуальные конденсаторы нагрузок.

Вычисление мощности устройства КРМ, проведение необходимых проверок и расчетов

В общем случае мощность устройства КРМ определяется по формуле:

Формула по определению мощности устройства КРМ

где:
  • • Kc = tgϕ1 - tgϕ2;
  • • Qc – мощность установки КРМ;
  • • P – активная мощность;
  • • tgϕ1 – фактический тангенс угла до применения установки КРМ;
  • • tgϕ2 – требуемый тангенс угла;
  • • Кс – расчетный коэффициент.

Для определения коэффициента Кс существует специальная таблица по которой, зная cosϕ1 и cosϕ2, можно определить данный коэффициент, не прибегая к математическим вычислениям.

Способ вычисления активной мощности P, а также проведение необходимых проверок и расчетов устройства КРМ зависит от места его установки. Дальше будет приведен пример ее вычисления в случае установки устройства КРМ на главной распределительной шине.


Выбор устройства КРМ


Устройства КРМ выбираются по следующим техническим характеристикам:

  • • номинальная мощность;
  • • номинальное напряжение;
  • • номинальный ток;
  • • количество подключаемых ступеней;
  • • необходимость защиты от резонансных явлений с помощью реакторов.

Необходимая мощность набирается ступенями по 25 и 50 квар, при этом количество ступеней не должно превышать количество выходов контроллера, устанавливаемого в установку КРМ, так как к каждому выходу может быть подключена одна ступень.

Количество выходов контроллера обозначается цифрой, например, RVC6 (фирмы АББ) имеет 6 выходов.

В случае необходимости защиты от резонансных явлений требуется применение защитных реакторов (трехфазных дросселей), в таком случае должны выбираться установки, например типа MNS MCR и LK ACUL (фирмы АББ).

Пример выбора устройств КРМ

Ниже приведен пример выбора устройств КРМ для сети, показанной на рис.2.

Рис.2 – Однолинейная схема ГРЩ без УКРМ

Рис.2 – Однолинейная схема ГРЩ без УКРМ

Технические характеристики устройств, образующих сеть, следующие:

Питающая сеть:

• Номинальное напряжение 10 кВ;
• Частота 50 Гц;
• Коэффициент мощности cosϕ = 0,75;

Трансформаторы 1, 2:

• Номинальное напряжение первичной обмотки 10 кВ;
• Номинальное напряжение вторичной обмотки 400 В;
• Номинальная мощность S = 800 кВА;

Данные по кабелям и нагрузкам, подключаемым через вторичные распределительные щиты, представлены в таблице 1.

Таблица 1

Таблица 1 - Данные по кабелям и нагрузкам, подключаемым через вторичные распределительные щиты

Выбор места установки устройства КРМ

В качестве места установки устройств КРМ приняты главные распределительные шины, как показано на рис. 3.

Рис.3 – Однолинейная схема ГРЩ с УКРМ

Рис.3 – Однолинейная схема ГРЩ с УКРМ

1. Требуемые мощности устройств определим по формуле:

Формула по определению мощности устройства КРМ

2. Суммарные активные мощности нагрузок, получающих питание от каждого из двух трансформаторов, определим по формуле:

Формула по определению суммарной нагрузки ГРЩ

подставив значения из таблицы 1, получим:

• суммарная нагрузка на первый трансформатор:

Формула по определению суммарной нагрузки ГРЩ 1 секции

• суммарная нагрузка на второй трансформатор:

Формула по определению суммарной нагрузки ГРЩ 2 секции

3. Определяем средневзвешенный cosφ для первого трансформатора по формуле:

Определяем средневзвешенный cosφ для первого трансформатора

4. Определяем средневзвешенный cosφ для второго трансформатора по формуле:

Определяем средневзвешенный cosφ для второго трансформатора

5. Определим коэффициент Кс при помощи таблицы 2, учитывая, что требуемый cosφ2 = 0,95.

Таблица 2 - определение коэффициента Кс

Получим:

• для первого устройства КРМ Кс1 = 0,474;
• для второго устройства КРМ Кс2 = 0,526.

6. Зная для каждого трансформатора Кс и P, определим требуемые мощности устройств КРМ:

• для первого трансформатора:

Определим требуемые мощности устройств КРМ для первого трансформатора

• для второго трансформатора:

Определим требуемые мощности устройств КРМ для второго трансформатора

Расчет мощности устройства КРМ на основе баланса мощности

7. Определим мощность устройства КРМ по формуле [Л5. с 229].

• для первого трансформатора:

Определим мощность устройства КРМ для первого трансформатора

• для второго трансформатора:

Определим мощность устройства КРМ для второго трансформатора

где:
• Р – суммарная нагрузка на трансформатор, кВт;
• tgϕ1 – фактический тангенс угла до применения установки КРМ;
• tgϕ2 – требуемый тангенс угла;

8. Определяем tgϕ1 и tgϕ2 зная cosϕ1 и cosϕ2:

• для первого трансформатора tgϕ1:

Определяем tgϕ1 для первого трансформатора

• для первого и второго трансформатора tgϕ2:

Определяем tgϕ2 для первого и второго трансформатора

• для второго трансформатора tgϕ1:

Определяем tgϕ1 для второго трансформатора

Как видно из двух вариантов расчета мощности КРМ, значения требуемой мощности практически не отличаются. Какой из вариантов выбора мощности устройства КРМ использовать, решайте сами. Я принимай мощность устройства КРМ по варианту с определением коэффициента Кс по таблице 2.

Соответственно принятая требуемая мощность устройства КРМ составляет 270 и 300 квар.

9. Рассчитаем номинальный ток устройства КРМ для первого трансформатора:

Номинальный ток устройства КРМ для первого трансформатора

10. Рассчитаем номинальный ток устройства КРМ для второго трансформатора:

Номинальный ток устройства КРМ для второго трансформатора

Защита УКРМ

При выборе автоматических выключателей для защиты устройства КРМ, нужно руководствоваться ПУЭ 7-издание пункт 5.6.15. Согласно которому аппараты и токоведущие части в цепи конденсаторной батареи должны допускать длительное прохождение тока, составляющего 130% номинального тока батареи.

Определяем уставку по защите от перегрузки:

• для УКРМ1: 390*1,3 = 507 А
• для УКРМ2: 434*1,3 = 564 А

Уставка защиты от КЗ должна быть нечувствительна к броску тока. Уставка составляет 10 x In.

Определяем уставку защиты от КЗ:

• для УКРМ1: 390 x 10 = 3900 А
• для УКРМ2: 434 x 10 = 4340 А

Проверка установки КРМ на отсутствие резонанса

В данном примере проверка установки КРМ на отсутствие резонанса не выполнялась, из-за отсутствия нелинейной нагрузки, а также отсутствия существенных искажений в сети 10 кВ.

В случае же, если у Вас преобладает нелинейная нагрузка, нужно выполнить проверку УКРМ на отсутствие резонанса, а также выполнить расчет качества электрической энергии после установки УКРМ и загрузку батарей статических конденсаторов (БСК).

Для удобства расчета по выбору устройства компенсации реактивной мощности, я к данной статье прикладываю архив со всей технической литературой, которую использовал при выборе УКРМ.

Литература:

1. Правила устройства электроустановок (ПУЭ). Седьмое издание. 2008г.
2. Учебное пособие по электроустановкам от фирмы АВВ. 2007г.
3. Справочник по компенсации реактивной мощности от фирмы RTR-Energia.
4. Выпуск № 21. Руководство по компенсации реактивной мощности с учетом влияния гармоник от фирмы Schneider Electric. 2008г.
5. Б.Ю.Липкин. Электроснабжение промышленных предприятий и установок, 1990 г.

Просмотров: 965

Статья создана: 06.08.2017

Поделиться:


Читать еще:



Закрыть
Имя:
401 + 77 =  
Добавить комментарий:
Имя:
401 + 77 =