Регулирование мощности компенсирующих устройств

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

1. Регулирование мощности компенсирующих устройств

2. Влияние компенсирующих устройств на параметры режимов электрических сетей

3. Короткие замыкания в системах электроснабжения

4. Расчёт токов короткого замыкания до и выше 1кВ

Список используемой литературы

1.Регулирование мощности компенсирующих устройств

напряжение устройство компенсирующий замыкание

Регулирование мощности компенсирующих устройств способствует улучшению общего режима работы системы электроснабжения и повышению качества электроэнергии, особенно при большой неравномерности графика нагрузки.

Регулирование мощности компенсирующих устройств уменьшает потери энергии в сетях, является одним из средств для регулирования напряжения и способствует улучшению общего режима работы системы электроснабжения и повышению качества электроэнергии, особенно при большой неравномерности графика нагрузки.

Регулирование мощности компенсирующих устройств способствует улучшению общего режима работы системы электроснабжения и повышению качества электроэнергии, особенно при большой неравномерности графика нагрузки.

Регулирование мощности компенсирующих устройств по напряжению производится в зависимости от отклонения напряжения в данном пункте. Оно должно быть согласовано с другими средствами регулирования напряжения в сети. В мощных сетях регулирование мощности компенсирующих устройств по напряжению не всегда осуществимо. Для изменения напряжения на и в долях номинального в точке сети с расчетной мощностью трехфазного короткого замыкания, необходимо изменить реактивную мощность, вызывающую потери напряжения в этой сети.

Регулирование мощности компенсирующих устройств по напряжению осуществляют в зависимости от отклонения напряжения в рассматриваемом пункте. Использование напряжения в качестве параметра регулирования имеет недостатки. С другой стороны, компенсирующие устройства не являются единственным средством регулирования напряжения, и поэтому закон управления компенсирующими устройствами должен быть согласован с законом управления другими средствами регулирования напряжения.

Регулирование мощности компенсирующих устройств по напряжению производится в зависимости от отклонения напряжения в данном пункте. Оно должно быть согласовано с другими средствами регулирования напряжения в сети. В мощных сетях регулирование мощности компенсирующих устройств по напряжению не всегда осуществимо. Для изменения напряжения на и в долях номинального в точке сети с расчетной мощностью трехфазного короткою замыкания, необходимо изменить реактивную мощность, вызывающую потери напряжения в этой сети.

Регулирование мощности компенсирующих устройств по напряжению производится в зависимости от отклонения напряжения в данном пункте. Оно должно быть согласовано с другими средствами регулирования напряжения в сети. В мощных сетях регулирование мощности компенсирующих устройств по напряжению не всегда осуществимо.

При решении вопросов регулирования мощности компенсирующих устройств необходимо учитывать условия работы как внутризаводской системы электроснабжения, так и энергетической системы: эффект от регулирования реактивной мощности в большей или меньшей степени распространяется и на энергетическую систему. Если в энергетической системе даже в ночное время наблюдается недостаток реактивной мощности, то целесообразна круглосуточная работа конденсаторных установок промышленных предприятий.

При решении вопросов регулирования мощности компенсирующих устройств необходимо учитывать условия работы как внутризаводской системы электроснабжения, так и районной энергетической системы, а в отдельных случаях учитывается также и режим работы других сетей, в той или иной степени связанных с системой электроснабжения предприятия.

При отсутствии точных данных расчетный график регулирования мощности компенсирующих устройств определяется по расчетному графику реактивной нагрузки. Последний может быть построен по расчетным нагрузкам рабочих смен. Мощность, развиваемая компенсаторами, не должна превышать реактивную мощность нагрузки.

2.Влияние компенсирующих устройств на параметры режимов электрических сетей

Установка компенсирующих устройств влияет на параметры режимов электрической сети, изменяя токи в ветвях и напряжения в узлах. Рассмотрим влияние компенсации реактивной мощности на примере одной ветви схемы. Уменьшение полных мощностей и токов. При наличии в конце ветви КУ мощностью QK полная мощность, протекающая в ветви при номинальном напряжении UH0M:

где tgц -- коэффициент реактивной мощности нагрузки; Cq -- степень компенсации реактивной мощности, равная отношению реактивной мощности КУ при номинальном напряжении к реактивной нагрузке электропотребителя ЭП Qn ном при номинальном напряжении: Поскольку площади сечений линий и мощности трансформаторов выбирают по полной мощности (или току), ее уменьшение при Cq < 1 позволяет в ряде случаев применять оборудование меньших номиналов, т.е. снизить капитальные затраты, если же сеть уже эксплуатируется, то компенсация реактивной мощности позволяет повысить ее пропускную способность по активной мощности и, следовательно, при увеличении нагрузки потребителя не менять электрооборудование. При полной компенсации реактивной нагрузки, т.е. при Cq= 1, мощность ветви имеет минимальное значение: когда Cq > Qn ном, полная мощность становится больше минимальной Sc=1. Снижение нагрузочных потерь мощности. Для каждой ветви с активным R и реактивным X сопротивлением потери полной мощности определяются как:

Потери полной мощности в сети при протекании только активной мощности потребителя при номинальном напряжении UH0M, т.е. минимально возможные потери активной мощности при прочих равных условиях:

Отношение позволяет проанализировать влияние степени компенсации реактивной мощности Cq при разных значениях коэффициента реактивной мощности нагрузки tgц на нагрузочные потери мощности. Отметим, что d0 = I2, если напряжение равно номинальному значению UH0M. На рис. 1 показаны зависимости I2 = AS/ASp при разных значениях коэффициента реактивной мощности tgц = 0,4; 1; 1,5 и номинальном напряжении U ном, из которых можно сделать вывод об эффективности степени компенсации реактивной мощности. Как видно из этих зависимостей, уровень соотношения I2 в первую очередь определяется степенью компенсации реактивной мощности и коэффициентом реактивной мощности. Например, без компенсации при Cq = 0 и tgц = 1: I2 = 2, т.е. реальные потери мощности больше минимальных в два раза; а при полной компенсации Cq = 1 и любом значении коэффициента реактивной мощности I2 = 1. Отметим, что при перекомпенсации Cq > 1 и нагрузочные потери мощности становятся больше минимальных ASp. Снижение потерь напряжения. Потери напряжения при номинальном напряжении на потребителе: где Ј -- отношение реактивных и активных сопротивлений элемента сети: е = X/R. Очевидно, что компенсация реактивной мощности оказывает наибольшее влияние на потери напряжения в элементах с большим значением е, т.е. в элементах с преобладанием реактивного сопротивления, каковыми являются трансформаторы и воздушные линии.

Рис. 1 Зависимости I2 = AS/ASp = fCq; tg<p при номинальном напряжении Напряжение на приемном конце линии UK равно разности напряжения начала Un и потерь напряжения AUnK, т.е.:

Следовательно, при установке КУ напряжение в конце линии повышается. При перекомпенсации (Cq > 1) потери напряжения могут принять отрицательное значение AUnK < О, напряжение в конце линии может стать больше напряжения в начале, т.е. U > U .

3.Короткие замыкания в системах электроснабжения

Коротким замыканием называется нарушение нормальной работы электроустановки, вызванное замыканием фаз между собой, или замыканием фазы на землю.

Токи к.з. в современных мощных электросистемах могут достигать огромных значений (10-100 тыс. ампер). Поэтому оборудование электроустановок должно обладать достаточной электродинамической (механической) и термической стойкостью к действию токов к.з.

Причинами возникновения короткого замыкания могут быть:

1. Нарушение изоляции, происходящее в следствии её несовершенства, или посторонних причин (обрыв, удар молнии, попадание посторонних предметов).

2. Ошибки при ремонтных работах, включениях и отключениях.

Несмотря на все меры, принимаемые при проектировании и эксплуатации, вероятность короткого замыкания не исключена, поэтому правильный выбор электрооборудования, основанный на знании характера протекания короткого замыкания и ожидаемого тока, является самой действенной мерой предотвращения опасных последствий к.з.

Короткие замыкания бывают:

· трёхфазные - возникающие при одновременном замыкании накоротко всех трёх фаз (I(3)max 1,6 I(2)min);

· двухфазные;

· однофазные - возникающие при замыкании между фазой и землёй (возможны только в системах с заземлённой нейтралью)

Процесс протекания короткого замыкания слагается из двух режимов:

1. Переходного:

o ударный ток - возникает в течении первых 0,01-0,2 секунд, сопровождается электродинамическим эффектом, способным сорвать провода с изоляторов, повредить обмотки двигателей, трансформаторов;

o разрывной ток - появляется в течении первых 0,2 секунд, в течении которых сеть должна быть отключена автоматической защитой.

2. Установившегося. Возникает при несрабатывании защиты, ведёт к злектротермическому эффекту.

Действующее значение периодической составляющей к.з. может быть определено по формулам Тоя:

· I(3) = E / (31/2 Z) ;

· I(2) = E / (Z1 + Z2);

· I(1) = (3 1/2 E) / (Z1 + Z2 + Z3), где

Е - действующее значение ЭДС генератора;

Z1, Z2, Z3 - сопротивление прямой, обратной и нулевой последовательности.

Знать токи короткого замыкания необходимо:

· для выбора электрооборудования;

· для проектирования релейной защиты;

· выбора средств ограничения токов к.з.

Как правило, в точке к.з. возникает электродуга, которая образует переходное сопротивление. Для упрощения расчётов будем рассматривать только металлическое к.з., т.е. без учётов переходного сопротивления.

При появлении к.з., сопротивление в сети падает. Однако, скачком ток увеличиться не может, т.к. сеть обладает индуктивностью. Из курса ТОЭ известно, что ток можно представить как сумму апериодической (iа) и периодической (iр) составляющих.

iк = iа + iр

В результате этого, результирующий ток в некоторые моменты времени может превосходить амплитуду установившегося тока. Быстрота перехода в установившийся режим определяется постоянной установления:

ф = L / r,

где L - индуктивность

Через время t ? 3ф (0,1-0,2 сек) в цепи будет протекать только периодический или установившийся ток короткого замыкания.

В конце первого полупериода ток достигает максимального значения, называемого ударным током (iу).

Для удобства расчёта ударного тока, вводят ударный коэффициент 1 ? kу ? 2

· При к.з. вблизи генераторной станции величина активного сопротивления будет минимальной, ф > ?, ударный ток будет 2 max;

· Когда к.з. происходит в удалённой точке, то ф > 0, r > ?. kу = 1

По ударному току проверяют электроаппараты, шины, изоляторы - на электродинамическую стойкость. По действующему значению установившегося тока проверяют аппаратуру на термическую стойкость.

Ограничение мощности короткого замыкания осуществляется с помощью бетонных реакторов (РБ, РБН). Они имеют мизерное активное сопротивление и достаточно большое индуктивное. РБ устанавливаются на поверхности, в специальных камерах подстанций, в начале и конце линии.

На новых угольных шахтах допускаемая мощность короткого замыкания не должна превышать S ? 100 МВА (старые шахты - до 50).

Защита от токов короткого замыкания производится плавкими предохранителями и максимально-токовой защитой.

4.Расчёт токов короткого замыкания до и выше 1кВ

Допущения при расчётах токов короткого замыкания:

1. Трёхфазная сеть симметрична и сопротивления отдельных фаз равны между собой.

2. Не учитываются токи намагничивания трансформаторов.

3. Не учитываются активные сопротивления некоторых элементов сети (трансформаторов, реакторов, воздушных линий) из-за их малости по сравнению с индуктивными сопротивлениями.

4. Не учитывается сдвиг по фазе ЭДС различных источников питания, входящих в расчётную схему.

Для вычисления токов к.з. составляют расчётную схему, соответствующую режиму работы. В однолинейном изображении указываются источники питания (энергосистема, генераторы) и элементы сети (ЛЭП, трансформаторы, реакторы)

По расчётной схеме составляется схема замещения сети. Для этого все элементы сети заменяют соответствующими электросопротивлениями. Элементы обозначаются дробью (в числителе указывается порядковый номер, а в знаменателе сопротивление).

В большинстве случаев схема сети содержит одну или несколько ступеней трансформации. Для составления эквивалентной схемы замещения выбирают основную или базовую ступень трансформации и все эл. величины остальных ступеней приводят к напряжениям основной ступени.

В основу расчёта токов короткого замыкания положен метод определения суммарного сопротивления до точки короткого замыкания.

· I(3) = Uном / (3Ѕ (R2 + X2)Ѕ ) ;

· I(2) = (3Ѕ I(3)max) / 2

Список используемой литературы

1. http://masters.donntu.org/2017/fkita/panfilov/library/article7.htm

2. https://leg.co.ua/stati/podstancii/kompensaciya-reaktivnyh-moschnostey.html

3. https://www.ngpedia.ru/id389149p1.html

Размещено на Allbest.ru