Компенсация реактивной мощности. Потребители реактивной мощности. Источники реактивной мощности, страница 2

где З₁ – стоимость конденсаторной установки, руб; З₂ – затраты на электроэнергию без компенсации, руб/мес; З₃ – затраты на электроэнергию при применении конденсаторных установок, руб/мес.

Источники реактивной мощности

К источникам реактивной мощности относятся: протяженные воздушные и кабельные линии электрических сетей, генераторы электростанций, синхронные двигатели и специально устанавливаемые компенсирующие устройства – синхронные компенсаторы, батареи конденсаторов поперечного включения, вентильные установки со специальным регулированием и др.

Наибольшее распространение в электроустановках промышленных потребителей получило использование имеющихся синхронных двигателей для генерации реактивной мощности и применение конденсаторных батарей.

1. Синхронные двигатели. Синхронные двигатели (СД), как правило выполняются с опережающим cosj, что дает возможность использовать их для компенсации реактивной мощности в сети.

Наибольшее значение генерируемой реактивной мощности, Мвар,

Где Р_н – номинальная активная мощность СД, МВт; tgj_н соответствует cosjн; hн – номинальный к. п. д. двигателя; a_м – набольшая допускаемая нагрузка СД по реактивной мощности, зависящая от типа двигателя, загрузки по активной мощности и от значения относительного напряжения на его зажимах .

Значения a_м для двигателей СДН, СТД, СД и СДЗ приведены в таблице (по данным ВНИИЭ)

Таблица. Средние значения a_м для синхронных двигателей СДН, СТД, СД и СДЗ.

Примечание. Для всех двигателей cosj = 0.9 опережающий.

2. Конденсаторы поперечного включения. Реактивная мощность батареи конденсаторов (БК), соединенной в треугольник, в зависимости от емкости конденсаторов равна, квар:

где С – суммарная емкость конденсаторной батареи, мкФ; U_н – номинальное напряжение конденсаторов, кВ; w = 2pf – угловая частота переменного тока с частотой f, Гц.

Как видно из выражения, реактивная мощность батареи одной и той же емкости пропорциональна квадрату напряжения. Так, например, реактивная мощность конденсатора емкостью 6 кВ, 2 мкФ при напряжении 6.3 и 0.38 кВ соответственно равна:

3. Технико-экономическое расчеты на компенсацию реактивной мощности

3.1 Общие положения

Затраты на генерацию реактивной мощности зависят от применяемого устройства:

-  синхронный генератор – стоимость дополнительных потерь в статорной обмотке и в обмотке возбуждения;

-  синхронный двигатель – стоимость дополнительных потерь активной мощности в двигателе;

-  батареи конденсаторов – стоимость потерь активной мощности и  приведенные капиталовложения;

-  синхронный компенсатор – стоимость потерь активной мощности и  приведенные капиталовложения.

Удельные затраты на генерацию реактивной мощности синхронными генераторами меньше чем синхронными двигателями или батареей конденсаторов. Затраты на генерацию РМ батареей конденсаторов в сети до 1 кВ несколько больше чем в сети 6 – 10 кВ. Двигатели мощностью 1000 кВт и выше оказываются более экономичными чем батареи конденсаторов, а до 1000 кВт менее экономичными. Синхронный компенсатор самый неэкономичный источник реактивной мощности.

Мощность компенсирующего устройства определяется:

Q_ky=P(tqj- tqj_в) ,                                    (3.1)

где tqj_в ,соответствует cosj_в=0,93 – нормативное значение средневзвешеного коэффициента мощности.

3.2 Определение затрат на генерацию реактивной мощности СГ

Затраты на синхронные генераторы определяются

,

где С_а, С_р – ставки двухставочного тарифа; К_м – коэффициент участия потерь мощности в максимуме электрической системы; Т_м – время использования максимума реактивной мощности; D₁ и D₂ – постоянные коэффициенты; t - годовое число наибольших потерь активной мощности; Q и Q_н – генерируемая и номинальная реактивная мощность.

3.3 Определение расчетных затрат на генерацию реактивной мощности БК