Совершенствование работы общепромышленных систем и оборудования
Выявление нерациональных энергетических затрат в трансформаторных подстанциях. Расчет экономически целесообразного режима работы трансформаторов. Средства компенсации и особенности их работы. Требования к потреблению и генерации реактивной мощности.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | лекция |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 02.04.2019 |
| Размер файла | 1,1 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
46
Совершенствование работы общепромышленных систем и оборудования
1. Выявление нерациональных энергозатрат в трансформаторных подстанциях
1.1 Снижение потерь в трансформаторах путем увеличения их загрузки
Для уменьшения энергозатрат следует обращать внимание на потери электроэнергии обусловленные ее передачей и трансформацией. Экономически целесообразный режим работы трансформаторов на подстанциях относится к эффективным мероприятиям по снижению потерь электроэнергии.
Эксплуатация систем электроснабжения в не номинальном режиме приводит к увеличению доли потерь связанных с недозагрузкой трансформаторов. Потери в трансформаторах состоят из постоянной (потери в стали) и нагрузочной (в обмотках, коммутаторах и соединительных шинах) составляющих. энергетический трансформаторный реактивный мощность
Наиболее экономичный режим работы трансформаторов соответствует нагрузке 60-70 % от номинальной мощности и характеризуется коэффициентом загрузки .
Коэффициент загрузки трансформаторов зависит от категории по бесперебойности питания нагрузки и рекомендуется в следующих пределах:
- для потребителей I категории;
- для потребителей II категории;
- для потребителей III категории.
Работа малозагруженных трансформаторов (с < 0,3) является экономически не выгодной из-за собственных потерь в каждом из трансформаторов. Необходимо выключать недозагруженные трансформаторы, увеличивая их степень загрузки. Или, как вариант, попытаться сделать линию разграничения с энергосбытом по обслуживанию на низкой стороне, с уходом от управления загрузкой и установкой своих приборов учета.
Согласно выражениям для определения потерь мощности в трансформаторе, приведенным ниже, можно видеть, что коэффициент загрузки имеет непосредственное влияние на уровень потерь.
Потери активной электроэнергии в трансформаторе рассчитываются по формуле, кВт • ч:
.
Приведенные потери мощности холостого хода трансформатора, кВт:
.
Приведенные потери мощности короткого замыкания, кВт:
,
здесь - потери мощности холостого хода, в расчетах следует принимать по каталогу равными потерям в стали; - потери мощности короткого замыкания; в расчетах следует принимать равными по каталогу потерям мощности в металле обмоток трансформатора; - коэффициент изменения потерь, зависящий от передачи реактивной мощности (для промышленных предприятий, когда величина его не задана энергосистемой, следует принимать в среднем равным 0,07), кВт/кВАр; - полное число часов присоединения трансформатора к сети; - число часов работы трансформатора под нагрузкой за учетный период (при односменной работе = 2400 ч, при двух - = 5400 ч, при трех - = 8400 ч);
Постоянная составляющая потерь реактивной мощности холостого хода трансформатора, кВАр:
где - номинальная мощность трансформатора, кВА; - напряжение короткого замыкания , %; - ток холостого хода, %.
Реактивная мощность, потребляемая трансформатором при полной нагрузке, кВАр:
Потери реактивной электроэнергии за учетный период, кВт • ч в год:
Потери полной электроэнергии за учетный период, кВт • ч в год:
Экономический эффект при замене трансформатора большей мощности на трансформатор меньшей мощности за счет уменьшения потерь, руб. в год:
где - значение потерь полной мощности заменяемого трансформатора; - значение потерь полной мощности нового трансформатора; - стоимость электроэнергии.
Срок окупаемости реконструкции трансформаторной подстанции, лет:
где - единовременные капитальные вложения на реконструкцию подстанции (стоимость одного трансформатора умноженная на их количество); - экономический эффект, получившийся при реконструкции подстанции.
1.2 Расчет экономически целесообразного режима работы трансформаторов
Экономически целесообразный режим работы трансформаторов определяется в зависимости от суммарной нагрузки числа параллельно включенных трансформаторов, обеспечивающих минимум потерь электроэнергии в этих трансформаторах [1]:
,
где n - число включенных трансформаторов одинаковой мощности.
В условиях эксплуатации оптимальным коэффициентом загрузки трансформатора считают такой, который обеспечивает максимальный приведенный КПД, т.е.
Однако, в условиях эксплуатации не всегда возможно регулировать нагрузку трансформатора для получения оптимального коэффициента загрузки, поскольку нагрузка зависит от условий технологического процесса производства.
При выборе оптимальной мощности трансформаторов необходимо использовать основной экономический критерий, а именно: минимум приведенных годовых затрат. Применение этого критерия позволяет, учитывая эффективность капиталовложений в трансформаторы, с одной стороны, избежать излишних потерь электроэнергии, а с другой - омертвления материальных ценностей и трудовых затрат. При этом условия эксплуатации наивыгоднейшим образом сочетаются с параметрами трансформаторов.
Приведенные затраты на один трансформатор в зависимости от нагрузки определяются по выражению6
где - нормативный коэффициент; - нормативный коэффициент эффективности капитальных вложений, = 0,15 (из расчета срока окупаемости капиталовложений 6 лет - = 1/6 = 0,15); - нормативный коэффициент амортизационных отчислений, = 0,06 (из расчета 6 % в год); К - единовременные капитальные вложения в один трансформатор; - стоимость (тариф) 1 кВт • ч электроэнергии.
С целью сопоставления трансформаторов различной мощности можно использовать удельные приведенные затраты, т.е. приведенные затраты, отнесенные к передаваемой мощности S:
(2.2)
На основании выражения (2.2) получен оптимальный коэффициент загрузки, соответствующий минимуму приведенных затрат [1]:
Кроме того, трансформаторные подстанции, эксплуатирующиеся большой срок (более 25 лет) зачастую исчерпали свой рабочий ресурс и, как правило, имеют высокие потери в обмотках и низкие изоляционные характеристики. Массовый выход из строя этих трансформаторов может привести к простою оборудования основного производства и значительному материальному ущербу на предприятии.
Как правило, такие трансформаторы имеют высокие потери в обмотках и низкие изоляционные характеристики. Массовый выход из строя этих трансформаторов может привести к простою оборудования основного производства и значительному материальному ущербу на предприятии.
По результатам анализа режимов эксплуатации трансформаторных подстанций трансформаторы, имеющие низкие и большой износ рекомендуется заменить на более современные с коэффициентами загрузки, лежащими в пределах, рекомендованных выше.
2. Компенсация реактивной мощности как средство сокращения затрат
2.1 Понятие реактивной мощности
В электрических цепях, содержащих комбинированные сопротивления (нагрузку), в частности, активную (лампы накаливания, электронагреватель и др.) и индуктивную (электродвигатели, распределительные трансформаторы, сварочное оборудование, люминесцентные лампы и др.) составляющие, общую мощность, забираемую от сети, можно выразить векторной диаграммой (рис. 2.4).
Рис. 1. Векторная диаграмма активной и индуктивной нагрузки
Отставание тока по фазе от напряжения в индуктивных элементах обуславливает интервалы времени (см. рис. 2), когда напряжение и ток имеют противоположные знаки: напряжение положительно, а ток отрицателен и наоборот. В эти моменты мощность не потребляется нагрузкой, а подается обратно по сети в сторону генератора. При этом электроэнергия, запасаемая в каждом индуктивном элементе, распространяется по сети, не рассеиваясь в активных элементах, а совершая колебательные движения (от нагрузки к генератору и обратно). Соответствующую мощность называют реактивной.
Рис. 2. К понятию о реактивной мощности: сдвиг по фазе синусоидального тока и напряжения
Полная мощность складывается из активной мощности, совершающей полезную работу, и реактивной мощности, расходуемой на создание магнитных полей и создающей дополнительную нагрузку на силовые линии питания. Соотношение между полной и активной мощностью, выраженное через косинус угла между их векторами, называется коэффициентом (фактором) мощности (см. рис. 3).
Рис. 3. Соотношение мощностей
,
cos ц = P/S,
где P - активная мощность (кВт); S - полная мощность (кВА); Q - реактивная мощность (кВАр); cos ц - коэффициент мощности.
Активная энергия преобразуется в полезную - механическую, тепловую и другие виды энергии. Реактивная же энергия не связана с выполнением полезной работы, а расходуется на создание электромагнитных полей в электродвигателях, трансформаторах, индукционных печах, сварочных трансформаторах, дросселях и осветительных приборах. Таким образом, основными потребителями реактивной мощности на коммунальных промышленных предприятиях являются:
- асинхронные двигатели (45-65 %);
- трансформаторы всех степеней трансформации (20-25 %);
- электропечные установки (8 %);
- воздушные линии электропередачи и другие электроприемники (вентильные преобразователи, сварочное оборудование, люминесцентные лампы, реакторы и т.п.) (10 %).
Реактивная мощность при синусоидальном напряжении однофазной сети равна:
,
в трехфазной сети - как алгебраическая сумма фазных реактивных мощностей.
Реактивная мощность Q пропорциональна реактивному току, протекающему через индуктивный элемент:
,
где - реактивный (индуктивный) ток, U - напряжение сети.
Таким образом, полный ток, питающий нагрузку, складывается из активной и индуктивной составляющих (рис. 2.7):
.
В зависимости от вида используемого оборудования нагрузка подразделяется на активную, индуктивную и емкостную. Наиболее часто потребитель имеет дело со смешанными активно-индуктивными нагрузками. Соответственно, из электрической сети происходит потребление как активной, так и реактивной энергии.
Рис. 4. Соотношение токов и напряжений
Основы компенсации реактивной мощности
При передаче потребителям активной Р и реактивной Q мощностей в системе электроснабжения имеют место потери активной мощности. Потери активной мощности пропорциональны квадрату реактивной мощности, и при снижении реактивной мощности эти потери уменьшаются. Поэтому, потребление всей реактивной мощности от энергоснабжающей организации нецелесообразно, так как ток, вызванный реактивной мощностью, дополнительно нагружает линии электропередачи. Передача реактивной мощности по сети снижает пропускную способность всех элементов системы электроснабжения. Это приводит к увеличению сечений проводов и кабелей, к увеличению мощности генераторов, трансформаторов, повышению активных потерь, а также падению напряжения (из-за увеличения реактивной составляющей тока питающей сети) и, соответственно, к увеличению капитальных затрат на внешне- и внутриплощадочные сети.
В связи с этим реактивную мощность необходимо получать (генерировать) непосредственно у потребителя.
Снижение реактивной мощности, циркулирующей между источником тока и приемником, а следовательно, снижение реактивного тока в генераторах и сетях называют компенсацией реактивной мощности (КРМ). Эту функцию выполняют установки КРМ. Установки КРМ - электроприемники с емкостным током, которые при работе формируют опережающую реактивную мощность (ток по фазе опережает напряжение) для компенсации отстающей реактивной мощности, генерируемой индуктивной нагрузкой.
Компенсация реактивной мощности, или повышение коэффициента мощности электроустановок промышленных предприятий, имеет большое народнохозяйственное значение и является частью общей проблемы повышения КПД работы систем электроснабжения и улучшения качества отпускаемой потребителю электроэнергии.
КРМ является одним из основных направлений сокращения потерь электроэнергии и повышения эффективности электроустановок промышленных предприятий с одновременным повышением качества электроэнергии непосредственно в сетях предприятий.
Цели регулирования реактивной мощности очень кратко можно сформулировать следующим образом:
1. Стабилизация напряжения на высоковольтных шинах предприятий и сетей.
2. Известно, что просадка напряжения на шинах равна:
.
Если за счет регулирования изменение реактивной мощности будет практически равно 0, то просадка напряжения на шинах при неизменном значении будет также практически равна нулю. Такой режим можно обеспечить, организовав непрерывный переток реактивной мощности между емкостной и индуктивной составляющими компенсирующего устройства.
3. Подавление высших гармоник, присутствующих в сети от работы многочисленных преобразователей частоты и напряжения, причем, по мере развития промышленности доля таких преобразователей, как известно, неумолимо растет.
4. Улучшение коэффициента мощности предприятий .
5. Снижение фликера - низкочастотных колебаний (f ? 50 Гц), оказывающих вредное воздействие на здоровье человека (на зрение).
Правильная компенсация реактивной мощности позволяет:
- снизить общие расходы на электроэнергию;
- уменьшить нагрузку элементов распределительной сети (подводящих линий, трансформаторов и распределительных устройств), тем самым продлевая их срок службы;
- снизить тепловые потери тока и расходы на электроэнергию;
- снизить влияние высших гармоник;
- подавить сетевые помехи, снизить несимметрию фаз;
- добиться большей надежности и экономичности распределительных сетей.
Кроме того, в существующих сетях:
- исключить генерацию реактивной энергии в сеть в часы минимальной нагрузки;
- снизить расходы на ремонт и обновление парка электрооборудования;
- увеличить пропускную способность системы электроснабжения потребителя, что позволит подключить дополнительные нагрузки без увеличения стоимости сетей;
- обеспечить получение информации о параметрах и состоянии сети, а во вновь создаваемых сетях - уменьшить мощность подстанций и сечения кабельных линий, что снизит их стоимость.
Чем ниже коэффициент мощности cos ц при одной и той же активной нагрузке электроприемников, тем больше потери мощности и падение напряжения в элементах систем электроснабжения. Поэтому следует всегда стремиться к получению наибольшего значения коэффициента мощности.
Значения коэффициента мощности нескомпенсированного оборудования приведены в табл. 1, а усредненные значения коэффициента мощности для систем электроснабжения различных предприятий - в табл. 2. В оптимальном режиме показатель должен стремиться к единице и соответствовать нормативным требованиям.
Уровень компенсируемой реактивной мощности определяется как разность реактивных мощностей нагрузки предприятия и представляемой предприятию энергосистемой [1]:
Таблица 1 Значения коэффициента мощности нескомпенсированного оборудования
|
Тип нагрузки |
Примерный коэффициент мощности |
|
|
Асинхронный электродвигатель до 100 кВт |
0,6-0,8 |
|
|
Асинхронный электродвигатель 100-250 кВт |
0,8-0,9 |
|
|
Индукционная печь |
0,2-0,6 |
|
|
Сварочный аппарат переменного тока |
0,5-0,6 |
|
|
Электродуговая печь |
0,6-0,8 |
|
|
Лампа дневного света |
0,5-0,6 |
Таблица 2 Усредненные значения коэффициента мощности для систем электроснабжения различных предприятий
|
Тип нагрузки |
Примерный коэффициент мощности cos ц |
|
|
1 |
2 |
|
|
Хлебопекарное производство |
0,6-0,7 |
|
|
Мясоперерабатывающее производство |
0,6-0,7 |
|
|
Мебельное производство |
0,6-0,7 |
|
|
Лесопильное производство |
0,55-0,65 |
|
|
Молочные заводы |
0,6-0,8 |
|
|
Механообрабатывающие заводы |
0,5-0,6 |
|
|
Авторемонтные предприятия |
0,7-0,8 |
|
|
Пивоваренные заводы |
~ 0,6 |
|
|
Деревообрабатывающие предприятия |
~ 0,6 |
|
|
Цементные заводы |
~ 0,7 |
|
|
Горные разрезы |
~ 0,6 |
|
|
Сталелитейные заводы |
~ 0,6 |
|
|
Табачные фабрики |
~ 0,8 |
|
|
Порты |
~ 0,5 |
Ранее реактивная мощность наряду с активной мощностью учитывалась поставщиком электроэнергии, а, следовательно, подлежала оплате по действующим тарифам и составляла значительную часть счета за электроэнергию.
После отмены приказом Минэнерго России от 10.01.2000 г. № 2 «Правил пользования электрической и тепловой энергией» потребители электрической энергии перестали участвовать в поддержании коэффициента мощности и компенсации реактивной мощности на шинах нагрузок. Это привело к возрастанию потоков реактивной мощности в линиях электропередачи и значительному росту потерь электроэнергии в электрических сетях, возникновению дефицита реактивной мощности в узлах нагрузки и, как следствие, снижению напряжения на шинах подстанций распределительных электрических сетей, увеличению до предельно допустимых значений токов полной нагрузки линий электропередачи и трансформаторных подстанций и ограничению их пропускной способности по активной мощности из-за необоснованной их загрузки реактивной мощностью.
Анализ баланса реактивной мощности в энергосистеме Татарстана показал, что энергосистема Татарстана испытывает дефицит по реактивной мощности. Внутренняя генерация реактивной мощности зимой составляет 1323 МВАр при потреблении 1784 МВАр, а летом - 1008 МВАр при потреблении 1424 МВАр. То есть, дефицит более 400 МВАр. По данным замеров 2006-2007 гг. значение tg ц (соотношения активной и реактивной мощности) в целом по РТ составляет в ночные часы 0,4, в дневные часы от 0,48 до 0,52.
31.08.2006 г. вышло постановление Правительства РФ №530, которым утверждены изменения «Правил недискриминационного доступа к услугам по передаче электрической энергии и оказания этих услуг». Согласно вышеуказанным правилам потребители электрической энергии должны соблюдать значения соотношения потребления активной и реактивной мощности, определенной в договоре в соответствии с порядком, утвержденным Минтопэнерго России. А согласно приказу от 22 февраля 2007г. №49 «О порядке расчета значений соотношения потребления активной и реактивной мощности для отдельных энергопринимающих устройств электрической энергии» были определены предельные значения коэффициента реактивной мощности для потребителей, присоединенных к сетям напряжением ниже 220 кВ (табл. 3).
При оплате за пользование электроэнергией предусмотрены скидки и надбавки к тарифу за высокий и низкий коэффициент мощности.
Таблица 3 Предельные значения коэффициента реактивной мощности
|
Положение точки присоединения потребителя к электрической сети |
tg ц |
|
|
напряжением 110 кВ (154 кВ) |
0,5 |
|
|
напряжением 35 кВ (60 кВ) |
0,4 |
|
|
напряжением 6 - 20 кВ |
0,4 |
|
|
напряжением 0,4 кВ |
0,35 |
Компенсация реактивной мощности - одно из наиболее доступных, эффективных и простых способов снижения потерь электроэнергии как для потребителя, так и для электросетевой компании, а также снижения себестоимости выпускаемой потребителями продукции.
Снизить потребление реактивной мощности, а, следовательно, и потери активной мощности, можно двумя способами:
- без применения компенсирующих устройств (КУ),
- с применением КУ.
Также существуют мероприятия, допускаемые в виде исключения.
Мероприятия, не требующие применения компенсирующих устройств
- упорядочение технологического процесса, ведущее к улучшению энергетического режима работы оборудования, к повышению коэффициента мощности cos ц;
- переключение статорных обмоток АД напряжением до 1 кВ с треугольника на звезду, если их загрузка составляет менее 40% увеличение загрузки асинхронных двигателей. Потребляемая мощность двигателя при этом снижается в 3 раза;
- устранение режима работы асинхронных двигателей без нагрузки (холостого хода) путем установки ограничителей холостого хода, когда продолжительность межоперационного периода превышает 10 мин;
- замена или отключение силовых трансформаторов, загруженных менее чем на 30% их номинальной мощности;
- замена малозагруженных двигателей двигателями меньшей мощности;
- замена асинхронных двигателей (АД) на синхронные двигатели (СД) той же мощности и применение СД для всех новых установок и при реконструкции существующих, где это возможно по технико-экономическим соображениям;
- регулирование напряжения, подводимого к двигателю при тиристорном управлении;
- повышение качества ремонта двигателей с сохранением их номинальных данных;
- правильный выбор электродвигателей по мощности и по типу. Мощность электродвигателя необходимо выбирать в соответствии с режимом производственного оборудования, без лишних запасов.
При замене АД на СД исходят из следующих преимуществ СД:
а) возможности использования их в качестве КУ, при работе СД с опережающим cos ц полная мощность СД, определяющая его стоимость, растет в гораздо меньшей степени, чем его компенсирующая способность;
б) более высокой производительности технологического агрегата при СД, и как частота вращения СД не зависит от нагрузки на его валу;
г) меньших потерь активной мощности.
При реконструкции действующего производства рациональным может оказаться применение СД вместо АД той же мощности в совокупности с компенсирующим устройством. Выбор варианта производится по результатам технико-экономических расчетов. При замене малозагруженного электродвигателя электродвигателем меньшей мощности следует обратить внимание на то, чтобы эта замена через некоторое время не оказалась препятствием для рационального использования и повышения загрузки рабочей машины.
В случае невозможности замены малозагруженного АД, целесообразным может оказаться снижение напряжения на его зажимах до допустимого минимального значения, что приводит к уменьшению потребления АД реактивной мощности за счет уменьшения тока намагничивания. При этом увеличивается КПД двигателя. Снизить напряжение у малозагруженных АД можно следующим образом:
а) переключением статорной обмотки с треугольника на звезду;
б) секционированием статорных обмоток;
в) переключением ответвлений цехового трансформатора, питающего АД.
Последний способ возможен только в том случае, когда данный трансформатор не питает одновременно другие электроприемники, не допускающие искажения напряжения. От качества ремонта электродвигателей зависит надежность их последующей работы, высокие энергетические показатели. Поэтому совершенно недопустимым являются: обточка ротора, уменьшение числа проводников в пазу при перемотке электродвигателя, расточка пазов, выжигание обмотки. Особое внимание необходимо уделить тому, чтобы ток холостого хода после ремонта двигателя не превысил его номинальный ток.
Все сказанное выше направлено на уменьшение реактивного тока электродвигателей, и, следовательно, на снижение потерь электроэнергии.
Мероприятия, связанные с применением компенсирующих устройств
- применение в качестве КУ синхронных двигателей (СД) в режиме перевозбуждения (cos ц >1);
- применение синхронных компенсаторов (СК) в электрических сетях напряжением 110/35 и 110/6;
- применение в качестве КУ батарей конденсаторов (БК).
Для повышения пропускной способности ВЛ начинают применять управляемые шунтирующие реакторы, статические тиристорные компенсаторы и статические компенсирующие устройства.
Статические компенсирующие устройства позволяют существенно увеличить передаваемую по линии мощность сверх натурального значения.
Наиболее действенным и эффективным способом снижения потребляемой из сети реактивной мощности является применение установок компенсации реактивной мощности КУ (батареи конденсаторов).
КУ подключают параллельно нагрузке для снижения доли реактивного тока в системе «генератор-нагрузка» (см. рис. 4 и 5).
Как правило, КУ - это параллельно подключенные конденсаторные батареи, в которых конденсаторы соединяются в треугольник и реже - в звезду.
Реактивная мощность при этом уже не перемещается между генератором и нагрузкой, а совершает локальные колебания между реактивными элементами - индуктивными обмотками нагрузки и компенсатором. Такая компенсация реактивной мощности (снижение индуктивного тока в системе «генератор-нагрузка») позволяет, в частности, передать в нагрузку большую активную мощность при той же номинальной полной мощности генератора.
Основные достоинства КУ следующие:
- малые потери активной мощности (0,3-0,45 кВт на 100 кВАр);
- отсутствие вращающихся частей и их малая масса (нет необходимости в фундаменте);
- простая и дешевая эксплуатация по сравнению с другими конденсаторными установками;
- возможность изменения их мощности при необходимости;
- возможность установки в любой точке сети.
Рис. 4. Применение конденсаторных установок
Рис.5. Схема применения правильной компенсации реактивной мощности электродвигателя (1 - трансформатор, 2 - электродвигатель, 3 - конденсатор)
Использование КУ позволяет:
- разгрузить питающие линии электропередачи, трансформаторы и распределительные устройства;
- снизить расходы на оплату электроэнергии;
- при использовании определенного типа установок снизить уровень высших гармоник;
- подавить сетевые помехи, снизить несимметрию фаз;
- сделать распределительные сети более надежными и экономичными.
На практике коэффициент мощности после компенсации находится в пределах от 0,93 до 0,99.
Синхронные двигатели, широко применяемые в приводах производственных механизмов (насосов, вентиляторов, компрессоров и т.д.), могут длительно работать в режиме перевозбуждения, т.к. выпускаются с номинальным опережающим cos ц, равным 0,9. Т.е. синхронные двигатели на промышленном предприятии являются источником реактивной мощности с плавным и автоматическим регулировании ее генерации в зависимости от напряжения сети. СД вырабатывают реактивную мощность как попутный продукт при выполнении их основой задачи - преобразование активной мощности (энергии в механическую). Отсюда низкая удельная стоимость реактивной мощности вырабатываемой СД, поскольку капитальные затраты на их установку относятся к прямому назначению машин [99].
Достоинством СД как источника реактивной мощности является возможность плавного регулирования выдаваемой им реактивной мощности.
Синхронный компенсатор представляет собой синхронный двигатель облегченной конструкции, предназначенный для работы на холостом ходу. При работе в режиме перевозбуждения СК является генератором реактивной мощности, а в режиме недовозбуждения - потребителем.
СК устанавливаются только на главных понизительных подстанциях (ГПП) крупных промышленных предприятий по согласованию с энергосистемой, поэтому использование их на предприятиях сетей общего назначения (сети с режимом прямой последовательности основной частоты 50 Гц) ограничено [99]. (Подробнее см. п. 3.4.4).
2.2 Виды компенсации
1. Единичная (индивидуальная) компенсация - КУ размещаются непосредственно у электроприемников и коммутируются одновременно с ними (рис. 3.10). Предпочтительна там, где:
- требуется компенсация мощных (свыше 20 кВт) потребителей;
- потребляемая мощность постоянна в течение длительного времени.
Недостатки данного вида КРМ - зависимость времени подключения КУ от времени включения электроприемников и необходимость согласования емкости КУ с индуктивностью компенсируемого электроприемника для предотвращения возникновения резонансных явлений или применения специальных схем подключения (переключения со «звезды» на «треугольник», подразумевающее параллельное подключение к обмоткам двигателя трех однофазных конденсаторов).
2. Групповая компенсация применяется для случая компенсации нескольких расположенных рядом и включаемых одновременно индуктивных нагрузок, подключенных к одному распределительному устройству и компенсируемых одной конденсаторной батареей (рис. 6). Увеличение коэффициента одновременности включения нагрузки снижает мощность и повышает эффективность работы КУ, которая может устанавливаться на стороне 0,4 кВ или 6 (10) кВ.
Недостатки данного вида КРМ - раздельная коммутация КУ и неполная разгрузка распределительных сетей предприятия от реактивной мощности.
3. Централизованная компенсация (как правило, регулируемая). Для предприятий с изменяющейся потребностью в реактивной мощности постоянно включенные батареи конденсаторов не приемлемы, т.к. при этом может возникнуть режим недокомпенсации или перекомпенсации.
Рис.6. Единичная и групповая компенсации реактивной мощности
В этом случае конденсаторная установка оснащается специализированным контроллером (автоматическим регулятором) и коммутационно-защитной аппаратурой, а ее полная компенсационная мощность (равная реактивной мощности установленных конденсаторов) разделена на отдельно коммутируемые ступени. При отклонении значения сos от заданного значения контроллер подключает или отключает ступени конденсаторов (рис. 7).
Рис.7. Централизованная компенсация реактивной мощности
Такие комплектные КУ называются автоматизированными (АКУ). АКУ производят КРМ в соответствии с ее фактическим потреблением. Современные автоматические микропроцессорные регуляторы реактивной мощности западноевропейских производителей (в первую очередь Германии, Италии, Чехии, Финляндии, Франции) очень надежны. Кроме управления ступенями КУ, автоматические регуляторы РМ позволяют производить измерение параметров качества электроэнергии компенсируемой сети с выводом результатов на жидкокристаллический дисплей регулятора.
Преимущество централизованной компенсации заключается в следующем: включенная мощность конденсаторов соответствует потребляемой в конкретный момент времени реактивной мощности без перекомпенсации или недокомпенсации.
2.3 Средства компенсации и особенности их работы
1. Синхронные двигатели
Синхронные двигатели по сравнению с асинхронными имеют следующие преимущества:
а) возможность использования в качестве компенсирующих устройств, при сравнительно небольших дополнительных первоначальных затратах, поскольку при работе с опережающим коэффициентом мощности полная мощность синхронного двигателя определяющая его стоимость, растет в гораздо меньшей степени, чем его компенсирующая способность;
б) экономичность изготовления на небольшое число оборотов (при этом отпадает необходимость в промежуточных передачах между двигателем и рабочей машиной);
в) меньшую зависимость вращающего момента от колебаний напряжения: у синхронного двигателя момент пропорционален напряжению в первой степени, а у асинхронного - во второй степени;
г) более высокую производительность рабочего агрегата при синхронном электроприводе, поскольку скорость двигателя не зависит от нагрузки;
д) меньшие потери активной мощности, так как КПД синхронных двигателей выше, чем КПД асинхронных двигателей.
Обычно в практических условиях нагрузка синхронных двигателей на валу составляет 50-100% от номинальной. При такой нагрузке, а также при регулировании напряжения, подводимого к электродвигателю, можно использовать электроприводы с синхронными двигателями в качестве компенсаторов реактивной мощности при работе их с опережающим коэффициентом мощности.
Синхронные электродвигатели в режиме перевозбуждения способны генерировать РМ, величина, которой определяется загрузкой СД по активной мощности. Как показывают исследования, учет зависимости стоимости годовых потерь электроэнергии, обусловленной генерацией РМ и влияние на компенсационную мощность загрузки СД, делает использование для КРМ низковольтных СД любой мощности, а также высоковольтных СД мощностью до 1600 кВт не экономичным.
Компенсирующая способность двигателя определяется на его валу, напряжением, подведенным к зажимам двигателя, током возбуждения в обмотке его ротора. В режиме перевозбуждения СД представляет собой активную и емкостную нагрузки, работает не только как двигатель, но и как источник реактивной мощности. В случае если СД предназначен для нормальной работы в режиме перевозбуждения, т.е. с опережающим cos ц, то он даже при 100 %-ной загрузке активным током может компенсировать реактивную нагрузку сети. С уменьшением тока возбуждения ниже номинального компенсирующая способность двигателя снижается.
Номинальный ток возбуждения при данной нагрузке на валу СД и данном напряжении на его зажимах обеспечивает наибольшую компенсирующую способность СД. Компенсирующая способность СД характеризуется отношением реактивной мощности, отдаваемой СД в сеть (кВАр) к полной мощности СД (кВА). Ее не следует повышать на длительное время путем увеличения тока возбуждения сверх номинального значения во избежание перегрева ротора.
Единственно возможным путем увеличения компенсирующей способности СД является снижение активной нагрузки СД при неизменном токе возбуждения, равном номинальному.
Использование СД только для компенсации реактивной мощности в сети нецелесообразно, так как они не могут выдать реактивную мощность, равную их полной номинальной мощности, при этом предельная реактивная мощность недогруженного СД составляет, в зависимости от его конструкции, только 60-80% его полной номинальной мощности.
Техническая возможность использования СД в качестве источника реактивной мощности ограничивается максимальной реактивной мощностью, которую он может генерировать без нарушения условий допустимого нагрева обмоток и железных частей ротора и статора. Эта мощность называется располагаемой реактивной мощностью СД и определяется по выражению:
,
- коэффициент допустимой перегрузки СД; и - номинальные активная и реактивная мощности СД.
Целесообразная загрузка СД реактивной мощностью определяется дополнительными потерями активной мощности на генерацию реактивной мощности и оказывается значительно ниже располагаемой реактивной мощности. Схема замещения (а) и векторная диаграмма (б) компенсации реактивной мощности представлены на рисунке 2.12.
Максимальная реактивная мощность, генерируемая СД напряжением 6-10 кВ, которая может быть передана в сеть до 1 кВ без увеличения числа трансформаторов, выбранных по нагрузке, равна [34].
,
где Sт.ном - номинальная мощность трансформатора; kз - коэффициент нагрузки трансформатора; Р - нагрузка сети 380 В.
Рис. 8. Компенсация реактивной мощности
Чем ниже значение номинальной мощности и частоты вращения СД, тем больше потери в СД на генерацию реактивной мощности. Поэтому маломощные СД с малой частотой вращения неэкономичны в качестве источников реактивной мощности. Обычно для компенсации реактивной мощности используют СД на номинальное напряжение 6 или 10 кВ, недогруженные по активной мощности.
Высоковольтные СД учитываются в общем балансе реактивной мощности предприятия, но как правило, их реактивной мощности бывает недостаточно и тогда недостающую реактивную мощность восполняют за счет БК [99].
2. Синхронные компенсаторы
Синхронный компенсатор - синхронный двигатель, работающий в режиме холостого хода, то есть без механической нагрузки на валу. Это позволяет изготовлять специальные синхронные компенсаторы с меньшим воздушным зазором и облегченным валом по сравнению с обычными синхронными двигателями.
При перевозбуждении синхронный компенсатор генерирует опережающую реактивную мощность, а при недовозбуждении - отстающую реактивную мощность. Это свойство синхронных компенсаторов используется для регулирования реактивной мощности и повышения коэффициента мощности, и для регулирования напряжения в электрических сетях.
Преимуществами синхронных компенсаторов являются плавное автоматическое регулирование реактивной мощности и напряжения в большом диапазоне, чем обеспечивается увеличение статической динамической устойчивости в энергетической системе, а так же высокая надежность ее работы.
Недостатками синхронных компенсаторов являются относительно высокая стоимость, а следовательно, и высокие удельные капитальные затраты на компенсацию (12,5 руб./кВАр); удельный расход активной мощности на компенсацию (0,027 кВт/кВАр), что значительно больше по сравнению со статическими конденсаторами (0,003 кВт/кВАр), большая занимаемая производственная площадь и шум, производимый при работе.
Указанные особенности синхронных компенсаторов, а также возможность их пуска от источников питания большой мощности ограничивают их применение на промышленных предприятиях. Они используются только на подстанциях энергетических систем.
3. Конденсаторные установки
Поскольку системы КРМ для снижения потерь, вызываемых перетоком реактивной мощности, необходимо располагать как можно ближе к нагрузке, КУ являются наиболее распространенным средством КРМ именно в промышленных системах электроснабжения. На сегодняшний день в сетях отечественных потребителей для КРМ установлено порядка 30 млн. кВАр конденсаторов, из которых 18-20 млн. кВАр включаются и отключаются вручную [1]. При этом доля низковольтных (до 1 кВ) конденсаторов составляет 75-80 % от общего объема.
Такое широкое применение КУ, как для индивидуальной, так и для групповой компенсации, объясняется их преимуществами по сравнению с другими существующими в промышленности способами КРМ:
1) небольшие, практически постоянные в зоне номинальной температуры окружающей среды, удельные потери активной мощности конденсаторов, не превышающими 0,5 Вт на 1 кВАр компенсационной мощности, т.е. не более 0,5% (для сравнения: в синхронных компенсаторах это значение достигает 10% номинальной мощности компенсатора, а в СД, работающих в режиме перевозбуждения - до 7%);
2) отсутствие вращающихся частей; простота монтажа и эксплуатации; относительно невысокие капиталовложения; большой диапазон подбора требуемой мощности; возможность установки в любых точках электросети, бесшумность работы и т.д.
3) кроме того, в отличие от компенсаторов и синхронных двигателей, КРМ с помощью конденсаторов позволяет расширить функциональные возможности устройств компенсации. Так фильтрокомпенсирующие КУ (ФКУ) одновременно осуществляют КРМ и частичное подавление присутствующих в компенсируемой сети гармоник, искажающих синусоидальность напряжения, а симметрирующие установки на базе конденсаторных батарей (при соответствующем конструктивном исполнении) позволяют производить одновременно КРМ и симметрирование нагрузки сети.
Недостатками КУ являются:
- зависимость генерируемой реактивной мощности от напряжения.
- Недостаточная прочность, особенно при КЗ и перенапряжениях.
- Малый срок службы.
- Пожароопасность.
- Наличие остаточного заряда.
- Перегрев при повышении напряжения и наличии в сети высших гармоник, ведущих к повреждению конденсаторов.
- Сложность регулирования реактивной мощности (ступенчато).
Конденсаторы напряжением 6-10 кВ следует устанавливать на цеховых подстанциях (ЦТП), имеющих распределительные устройства (РУ) напряжением 6-10 кВ, на распределительных пунктах (РП) и, как исключение, на центральных распределительных пунктах (ЦРП) или главных понизительных подстанциях (ГПП). На бесшинных цеховых подстанциях батареи конденсаторов 6-10 кВ устанавливать не рекомендуется. Мощность рассматриваемых батарей конденсаторов не должна быть менее 400 кВАр при соединении конденсаторов через обычный выключатель и не менее 100 кВАр при соединении конденсаторов через общий выключатель с силовым трансформатором, асинхронным двигателем и другими электроприёмниками.
Мощность трехфазной конденсаторной установки, соединенной в треугольник, равна [99]
при присоединении звездой
где - суммарная емкость конденсаторов одной фазы, U - линейное напряжение.
При выборе конденсаторной установки требуемая мощность конденсаторов может определяться как
Qc = P•(tg 1 - tg 2),
где tg 1 - коэффициент мощности потребителя до установки компенсирующих устройств; tg 2 - коэффициент мощности после установки компенсирующих устройств (желаемый или задаваемый энергосистемой коэффициент).
P = Ew / T ,
, ,
где Ew - показания счетчика активной энергии, кВт•ч; Eq - показатель счетчика реактивной энергии, кВАр•ч; T - период снятия показаний счетчиков электроэнергии, ч.
В установках напряжением до 1 кВ конденсаторы включаются в сеть и отключаются от сети с помощью автоматических выключателей (автоматов) или рубильников. В установках напряжением выше 1 кВ для включения и отключения конденсаторов служат высоковольтные выключатели или выключатели нагрузки.
В системах промышленного электроснабжения применяются, как правило, комплектные конденсаторные установки (ККУ).
Основными недостатками конденсаторных батарей являются следующие:
1) зависимость генерируемой реактивной мощности от напряжения и частоты
,
где - отношение напряжений при отклонении напряжения и частоты сети от номинального значения к напряжению в номинальном режиме;
высокая чувствительность конденсаторных батарей к наличию высших гармоник тока и напряжения;
недостаточная электрическая прочность.
Зависимость мощности конденсаторной батареи от квадрата напряжения снижает устойчивость нагрузки и может привести к лавине напряжения. Наличие высших гармоник тока и напряжения в сети может привести к пробою конденсаторных батарей.
Таблица 2 Технико-экономический эффект, ожидаемый в результате применения конденсаторных установок
|
сos 1, без компенсации |
сos 2 с компенсацией |
Снижение величины тока и полной мощности, % |
Снижение величины тепловых потерь, % |
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
|
|
0,5 |
0,9 |
44 |
69 |
|
|
0,5 |
1 |
50 |
75 |
|
|
0,6 |
0,9 |
33 |
55 |
|
|
0,6 |
1 |
40 |
64 |
|
|
0,7 |
0,9 |
22 |
39 |
|
|
0,7 |
1 |
30 |
51 |
|
|
0,8 |
1 |
20 |
36 |
Технико-экономический эффект, ожидаемый в результате применения конденсаторных установок, представлен в табл. 2.
В зависимости от типоисполнения установки изготавливаются в различном конструктивном исполнении и комплектации (табл.3).
tок = З1/(З2 - З3),
где З1 - стоимость конденсаторной установки, руб.; З2 - затраты на электроэнергию без компенсации, руб./мес.; З3 - затраты на электроэнергию при применении конденсаторных установок, руб./мес.
Таблица 3 Конструктивное исполнение и комплектация конденсаторных установок
|
Типоиспол-нение |
Номинальное напряжение, кВ |
Диапазон мощности, кВАр |
Наличие регулятора |
Климатическое исполнение и категория размещения |
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
|
УК |
0,4 |
10-200 |
- |
УЗ |
|
|
УКМ58 |
0,4 |
20-603 |
+ |
УЗ (У1) |
|
|
УКМ70 |
0,4 |
50-550 |
+ |
УЗ (У1) |
|
|
УКМФ71 |
0,4 |
25-300 |
+ |
УЗ(У1) |
|
|
УКЛ(П)56 |
6,3 или 10,5 |
450-1 800 |
- |
У1 |
|
|
УКЛ(П)57 |
6,3 или 10,5 |
450-1 800 |
- |
У1 |
Преимущества установок обуславливаются использованием:
- самовосстанавливающихся сегментированных конденсаторов, что обеспечивает их надежность, долговечность и низкую стоимость при профилактических и ремонтных работах;
- специальных контакторов опережающего включения, увеличивающих срок службы контакторов;
- специальных контроллеров нескольких типов, обеспечивающих автоматическое регулирование cos , в том числе с возможностью передачи данных на PC и возможностью контроля в сети высших гармоник тока и напряжения;
- индикации при неисправностях;
- фильтра высших гармонических;
- устройства терморегуляции;
- эмалевой или порошковой окраски (по желанию заказчика).
По желанию заказчика возможно изготовление и поставка конденсаторных установок напряжением 0,4 кВ, мощностью до 1200 кВАр. Вся продукция имеет соответствующие сертификаты.
4. Статические тиристорные компенсаторы
Сейчас в промышленном электроснабжении используют относительно новые устройства компенсации - статические тиристорные компенсаторы (СТК). Это комплексные устройства, предназначенные как для выдачи, так и для потребления реактивной мощности. Основу СТК составляют накопительные элементы (емкости, индуктивности), реакторно-тиристорные и конденсаторно-тиристорные блоки. СТК за счет тиристорного управления обладают исключительным быстродействием и осуществляют безинерционное плавное регулирование (наибольшая скорость регулирования от 1% до 100% за 0,3 сек) реактивной мощности во всем диапазоне от мощности, генерируемой конденсаторами, до мощности, потребляемой индуктивностью. Устанавливаются на подстанциях энергосистем, имеют мощность 100, 150, 250, 300 и 400 МВАр и номинальные напряжения 10; 15,75; 20; 35; 110 кВ. СТК имеют различные схемы подключения к высоковольтной сети и управления потребляемой реактивной мощностью.
Основная схемная конфигурация СТК включает в себя конденсаторные батареи, настроенные как фильтры высших гармоник - фильтрокомпенсирующие цепи (ФКЦ), постоянно подключенные к сети или коммутируемые выключателями в соответствии с требованиями Заказчика, и включенные параллельно им в треугольник три фазы управляемых тиристорами реакторов - тиристорно-реакторная группа (ТРГ).
Угол зажигания тиристоров может быстро изменяться таким образом, чтобы ток в реакторе отслеживал ток нагрузки или реактивную мощность в энергосистеме.
Номинальная мощность и схема СТК выбирается для каждого конкретного объекта в зависимости от параметров схемы электроснабжения, вида компенсируемой нагрузки и требований по качеству электроэнергии. Для каждого отдельного случая производится расчет требуемой мощности ТРГ и ФКЦ и определяется их состав.
Система автоматического управления СТК обеспечивает быструю компенсацию реактивной мощности нагрузки и поддержание регулируемого параметра в соответствии с заданной уставкой, выполняет защиту оборудования СТК, контроль и сигнализацию отказов и может быть модифицирована под конкретные требования заказчика.
Шкаф управления тиристорных вентилей преобразует электрические импульсы управления тиристоров в световые и передает их на высокий потенциал посредством волоконно-оптических световодов, принимает контрольные световые импульсы с каждой тиристорной ячейки и регистрирует количество и расположение отказавших тиристоров.
СТК разрабатываются в двух основных модификациях - для линий электропередач и для промышленных установок типа дуговых сталеплавильных печей (ДСП) и тиристорных приводов прокатных станов.
Основные преимущества применения СТК заключаются в следующем:
- Повышение статической и динамической устойчивости передачи.
- Снижение отклонений напряжения при больших возмущениях в системе.
- Стабилизация напряжения.
- Ограничение внутренних перенапряжений.
- Увеличение передаточной способности электропередачи из-за улучшения устойчивости при большой передаваемой мощности.
- Фильтрация токов высших гармоник.
- Промышленные установки.
- Снижение колебаний напряжения.
- Повышение коэффициента мощности.
- Снижение токов высших гармоник.
- Снижение искажений напряжения.
- Дуговые сталеплавильные печи.
- Существенное снижение возмущений в питающей сети.
- Возможность подключения мощных печей к энергосистемам с низкой мощностью КЗ.
- Повышение среднего коэффициента мощности.
- Снижение токов высших гармоник, текущих в энергосистему.
- Компенсация несимметрии токов фаз ДСП.
- Повышение производительности печи.
- Увеличение вводимой в печь мощности за счет стабилизации напряжения.
- Снижение расхода электродов.
- Предотвращения резонансных явлений за счет установки фиксированных фильтров высших гармоник.
- Срок окупаемости компенсатора составляет 1-1,5 года.
Номинальные параметры и отличительные особенности:
- Номинальное напряжение: от 6 до 35 кВ.
- Номинальная мощность: от 10 до 360 МВАр.
- Водяное или воздушное принудительное охлаждение тиристоров, воздушная изоляция.
- Передача импульсов управления тиристоров в виде световых импульсов по волоконно-оптическим каналам.
- Избыточные тиристоры в каждой фазе.
- Резервирование ключевых компонентов.
- Модульная конструкция для легкого обслуживания.
В качестве перспективной замены давно известным технологиям с СТК, включающими ТРГ (тиристорно-реакторные группы), в мире успешно применяют преобразователи на IGBT-транзисторах с широтно-импульсной модуляций (ШИМ), работающими на конденсаторы, в зависимости от напряжения на шинах, в выпрямительном или инверторном режимах работы.
В устройствах КРМ СТАТКОМ (система статической компенсации реактивной мощности) или SVC (Static VAR Compensator) индуктивность изменяется за счет использования тиристоров (рис. 9).
В схеме (рис. 10) имеется конденсаторная батарея (Cd) на стороне постоянного напряжения (Ed), фазный реактор (Lр), широкополосный фильтр с элементами (Cф, Lф, Rф), настроенный на компенсацию высших гармонических составляющих.
Быстродействующая компенсационная система состоит из быстро и плавно изменяющейся индуктивной и постоянной емкостной мощности. Часть системы с плавно изменяющейся индуктивной мощностью работает в противофазе с постоянно включенной емкостной реактивной мощностью и таким образом снижает изменения реактивной мощности от электрической системы и напряжения в месте подключения SVC. Кроме того, поддерживается постоянным заданный коэффициент мощности. Это выполняется с помощью реактора с тиристорным управлением (TCR), ток которого за счет быстродействующей системы управления может плавно регулироваться от 0 до номинальной величины.
Когда напряжение в точке подключения остается постоянным, компенсатор СTATКOM ведет себя как компенсатор SVC. При снижении напряжения SVC ведет себя как конденсатор, и реактивная мощность падает пропорционально квадрату напряжения, а система CTATKOM в этой ситуации переходит в режим постоянного источника тока, и напряжение на выводах конденсатора может поддерживаться постоянным.
Применение SVC, например, на металлургическом заводе позволяет увеличить коэффициент мощности нагрузки с 0,7 до 0,97, снизить колебания напряжения питающей сети в 3 раза, снизить время одной плавки металла со 150 мин. до 130 мин. и удельный расход электроэнергии, на тонну выплавленной стали на 4%, а также сократить расход графитовых материалов. В целом срок окупаемости затрат на статические компенсирующие устройства составляет в среднем от 0,5 до 1 года.
Рис. 9. Схема установки SVC
Рис. 10. Схема СТАТКОМ
2.4 Требования к потреблению и генерации реактивной мощности
Известно, что часть реактивной мощности, определяемую технико-экономическими расчетами, выгодно получать от компенсирующих устройств (КУ), устанавливаемых непосредственно у потребителей. В договор на пользование электроэнергией (ДПЭ) записывают полученные с помощью таких расчетов экономические значения реактивной мощности Qэ в часы больших нагрузок электрической сети (в случае двухставочного тарифа) и реактивной энергии WQэ, за месяц (при обоих видах тарифа), потребление которых оплачивается по пониженному тарифу. Этот тариф соответствует приблизительно 75 % стоимости реактивной мощности, получаемой от собственной конденсаторной установки. Потребление сверхустановленных значений оплачивается по повышенному тарифу, соответствующему 250 % указанной стоимости. Данное соотношение делает выгодным для потребителя снижение потребления реактивной мощности до заданного энергосистемой оптимального значения, потому что окупаемость установок, компенсирующих потребление реактивной мощности выше оптимального значения, составляет 2,2 года, а ниже этого значения - более 15 лет [1].
В соответствии с Прейскурантом № 09-01 «Тарифы на электрическую и тепловую энергию» потребитель оплачивает потребление реактивной энергии в часы больших нагрузок и генерацию реактивной мощности в часы малых нагрузок электрической сети. Если в соответствии с режимами работы сети энергосистемы последней выгодно получать от потребителя реактивную энергию в часы больших нагрузок сети или обеспечить ее потребление в часы малых нагрузок, то энергосистема оплачивает эту энергию в виде скидки с тарифа.
...Подобные документы
Выбор напряжения питающей линии предприятия, схема внешнего электроснабжения и приемной подстанции; определение мощностей трансформаторов по суточному графику нагрузки, проверка их работы с перегрузкой. Расчет экономического режима работы трансформатора.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 26.12.2010Термины и определения. Параметры и режимы работы трансформаторов. Задание на расчет необходимой мощности трансформаторов. Зависимости потерь от нагрузки. Расчет КПД трансформатора. Моделирование оптимального режима работы трансформаторов в среде MATHCAD.
курсовая работа [270,7 K], добавлен 20.02.2009Определение расчетной электрической нагрузки смолоперерабатывающего цеха. Схема внешнего и внутрипроизводственного электроснабжения цеха. Выбор оптимального числа трансформаторов на трансформаторных подстанциях с учетом компенсации реактивной мощности.
дипломная работа [1,9 M], добавлен 21.07.2011Расчет электрических нагрузок. Компенсация реактивной мощности. Выбор числа и мощности силовых трансформаторов на трансформаторных подстанциях. Система внешнего электроснабжения. Защита и автоматика системы электроснабжения. Расчет защитного заземления.
дипломная работа [4,9 M], добавлен 07.10.2012Расчет электрических нагрузок систем электроснабжения. Нагрузка группы цехов. Обоснование числа, типа и мощности трансформаторных подстанций. Расчет токов короткого замыкания. Выбор токопроводов, изоляторов и средств компенсации реактивной мощности.
дипломная работа [3,0 M], добавлен 06.04.2014Характеристика проектируемого цеха и потребителей электроэнергии. Особенности выбора электродвигателей, их коммутационных и защитных аппаратов. Определение электрических нагрузок. Выбор цеховых трансформаторов и расчет компенсации реактивной мощности.
дипломная работа [883,1 K], добавлен 19.03.2013Математические модели оптимизационных задач электроснабжения. Обзор способов повышения коэффициента мощности и качества электроэнергии. Выбор оптимальных параметров установки продольно-поперечной компенсации. Принцип работы тиристорного компенсатора.
дипломная работа [986,2 K], добавлен 30.07.2015Анализ влияния компенсации реактивной мощности на параметры системы электроснабжения промышленного предприятия. Адаптивное нечеткое управление синхронного компенсатора с применением нейронной технологии. Моделирование измерительной части установки.
дипломная работа [1,7 M], добавлен 02.06.2017Расчет электрических нагрузок низшего и высокого напряжения цехов предприятия. Выбор числа и мощности трансформаторов цеховых трансформаторных подстанций. Определение центра реактивных электрических нагрузок. Загрузка трансформаторов на подстанциях.
курсовая работа [255,7 K], добавлен 06.02.2014Выбор схемы соединения линий электрической сети. Определение сечений проводов линий электропередачи. Расчёт максимального режима сети. Выявление перегруженных элементов сети. Регулирование напряжения на подстанциях. Выбор трансформаторов на подстанциях.
курсовая работа [5,0 M], добавлен 14.03.2009Конструкция, принцип работы силовых масляных трансформаторов, синхронных турбогенераторов, синхронных явнополюсных двигателей и асинхронных двигателей. Расчет установившейся работы в узле нагрузки и при пониженном напряжении, оценка работы оборудования.
курсовая работа [3,0 M], добавлен 17.11.2009Проектирование системы электроснабжения ремонтного предприятия. Характеристика и режим работы объекта. Расчет силовых электрических нагрузок. Выбор числа и мощности трансформаторов на главной понизительной подстанции. Расчет баланса реактивной мощности.
курсовая работа [888,1 K], добавлен 25.01.2014Расчет трансформаторных подстанций, воздушных линий электропередач и кольцевой схемы. Определение потерь напряжений на участках линий, КПД электрической сети для режима наибольших нагрузок. Выбор положения регулировочных ответвлений трансформаторов.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 17.05.2015Оптимизация систем промышленного электроснабжения: выбор сечения проводов и жил кабелей, способ компенсации реактивной мощности, автоматизация и диспетчеризация. Выбор числа и мощности цеховых трансформаторов. Установка компенсирующих устройств.
курсовая работа [382,2 K], добавлен 06.06.2015Характеристика электроприемников цеха, расчет нагрузок. Выбор числа и мощности трансформаторов с учетом компенсации реактивной мощности. Проверка кабеля. Расчет токов короткого замыкания. Выбор и проверка автоматических выключателей, предохранителей.
курсовая работа [2,5 M], добавлен 20.02.2015Вычисление расчетных нагрузок потребителей. Предварительный расчет потокораспределения. Выбор номинальных напряжений на участках сети, трансформаторов на подстанциях. Расчет потерь мощности на линиях. Проверка балансом для активной и реактивной мощностей.
курсовая работа [537,3 K], добавлен 07.02.2013Расчет и определение режимов работы двигателя. Выбор мощности двигателя для продолжительного режима работы с повторно-кратковременной нагрузкой, проверка на перегрузочную способность, пусковые условия. Вычисление потребляемой мощности, расшифровка марки.
контрольная работа [248,7 K], добавлен 07.02.2016Оценка стоимости конденсаторных установок и способы снижения потребления реактивной мощности. Преимущества применения единичной, групповой и централизованной компенсации. Расчет экономии электроэнергии и срока окупаемости конденсаторных установок.
реферат [69,8 K], добавлен 14.12.2012Порядок проектирования электрической части станции, выбор мощности и типов трансформаторов и электрической схемы ГПП. Расчет токов при КЗ и при нормальных режимах работы. Правила и порядок проверки каждого аппарата при различных условиях режима работы.
курсовая работа [488,4 K], добавлен 22.08.2009Особенности выбора числа и мощности трансформаторов на подстанциях промышленных предприятий. Схемы электроснабжения цеха. Параллельная работа трансформаторов, номинальная мощность. Суточный график нагрузки и его преобразованный вид в двухступенчатый.
контрольная работа [145,9 K], добавлен 13.07.2013
