Компенсация реактивной мощности в системах электроснабжения промышленных предприятий

Суммарная мощность КУ должна распределяться между ответвлениями (начиная с конца) таким образом, чтобы обеспечивалась полная компенсация реактивной мощности, но без перекомпенсации.

Ответвления виде отдельных нагрузок

Если на шинопроводе предусмотрена только одна КУ мощностью, тогда точка ее присоединения в схеме определяется условиям Qннi > Qкн /2 > Qнн (i+1) где Qннi – расчетная реактивная нагрузка пролета ШП перед узлом Qнн (i+1) – расчетная реактивная нагрузка пролета ШП после узла

Пример

• Определите место присоединения БНК мощностью 300 квар к ШМА.
• Условие выполняется в узел 4

При установке двух КУ суммарной мощности их мощность и точка присоединения определяется следующим образом:

1. Предварительно принимаем: Qкн1 = Qкн2 2. Находим точку присоединения дальней КУ Qннj > Qкн2 > Qнн (j+1) Qннj > Qкн /2 > Qнн (j+1) 3. Определяется точка присоединения ближней КУ Qннi – Qкн2 > Qкн /4 > Qнн (i+1) – Qкн2

4. Уточняется мощность второй КУ Qкн2= Σ Qннi· rшi / Σ rшi где Qннi – реактивная нагрузка участков шинопровода между i и j узлами присоединения КУ; rшi – сопротивление участков шинопровода между узлами. Допускается заменять соответствующими длинами участков. 5. Уточняем расчетную мощность ближней КУ. Qкн1 = Qкн – Qкн2

Определить точки присоединения к МШ двух БНК. Ближняя БНК имеет мощность 150 кВар, дальняя БНК 200 квар.

• Р е ш е н и е: 1.Находим место установки дальней БНК
• Узел 5 60< 200 >0
• Узел 4 260 > 200 > 60
• Узел 3 410> 200 < 260
• Таким образом, оптимальным местом подключения дальней БНК является узел 4.
• 2. Определяется место подключения к МШ ближней БНК
• Узел 1 630-200> 150/2 < 530-200
• Узел 2 530-200> 150/2 < 410-200
• Узел 3 410-200 > 150/2 > 260-200
• Узел 4 260-200 < 150/2 > 60-200
• Ближняя БНК мощностью 150 квар должна быть подключена в узле 3.

Определить точки присоединения к МШ двух БНК общей мощностью 350 квар

1. Qнк1 = Qнк2= 350/2 = 175 квар 2. Определяем место установки дальней БНК Узел 5 60 <175> 0 Узел 4 260> 175> 60 3. Определяем место установки ближней БНК Узел 1 630-175 >175/2 <530-175 Узел 2 530-175 >175/2 <410-175 Узел 3 410-175> 175/2 >260-200 3. Определяем мощность установок Qнк2= (60*50+200*50)/260=123 квар Qнк1= 350-123 = 227 квар

Распределение мощности КУ для радиально – магистральной схемы

При определении суммарной мощности КУ между двумя ШМА расчет выполняется в следующем порядке: 1. Определяется эквивалентное сопротивление каждого шинопровода rэкв = Σ ri 2. Определяется реактивная нагрузка каждого шинопровода Qэкв1 = Σ Qннi· ri / Σ ri

3. Определяется реактивная нагрузка всей схемы Qэкв = Qэкв1 + Qэкв2 4 Определим эквивалентное сопротивление расчетной схемы 5. Определяем реактивную ( не скомпенсированную) нагрузку через трансформатор Qт = Qэкв – Qкн 6. Определяем мощность КУ каждого шинопровода Qкн1 = Qэкв1 – Qт (Rэкв / r экв1) 7. Определяем точку присоединения конденсаторной установки

Распределить суммарную мощность конденсаторов (QКН=300квар) между двумя магистральными шинопроводами

50м

30м

20м

50м

100квар

150квар

200квар

150квар

:

70м

200квар

1. Эквивалентное сопротивление
2. r1 = 20+50+50+30=150м r2 = 70м
3. 2. Определяем эквивалентную реактивную нагрузку каждого шинопровода
4. Qэкв1 =(100х20+250х50+450х50+600х30)/150=367 квар Qэкв2 = 200квар
5. 3. Определяется реактивная нагрузка всей схемы
6. Qэкв = Qэкв1 + Qэкв2 = 367+200=567 квар
7. 4 Определим эквивалентное сопротивление расчетной схемы
8. Rэкв = 1 / ( 1/150+1/70) =45,5
9. 5. Определяем реактивную ( не скомпенсированную) нагрузку через трансформатор
10. Qт = Qэкв – Qкн=567-300=267
11. 6. Определяем мощность КУ каждого шинопровода
12. Qкн1 = Qэкв1 – Qт (Rэкв / r экв1)=367-267(45,5/150)=186 квар
13. Qкн2 = 300-186=114 квар

Распределение мощности КУ для схемы с радиальными линиями

i+1

1

2

i

Rкл1

Rкл2

Rклi

Rклi+1

Qкнi+1

Qнн2

Qнн1

Qннi

Qннi+1

Допускается распределение мощности КУ между кабельными линиями пропорционально их реактивной нагрузке при условии: – если длина радиальных линий менее 100м; – при любых длинах радиальных линий, если разница между их сопротивлениями не превышает 200%.

Если это условие не выполняется, распределение мощности КУ между кабельными линиями выполняется по формуле: Qкнi = Qнн i – (Qнн – Qкн )(Rэкв / ri) Qнн I – расчетная реактивная нагрузка радиальной линии; Qнн – суммарная реактивная нагрузка трансформатора; Qкн – суммарная мощность компенсирующих устройств на напряжение до 1000 В Rэкв – эквивалентное сопротивление расчетной схемы; ri – активное сопротивление радиальной линии.

Распределить суммарную мощность конденсаторов (QКН=300квар) между радиальными линиями

5х25

5х50

3

1

5х50

2

300м R0= 0,625

200м 1,25

250 0,625

Qнн1=200 квар

150квар

250 квар

• 1.Определяем сопротивление каждой линии
• R1 = 0,625х0,3 =0,188 Ом
• R2 = 1,25х0,2 =0,25 Ом
• R3 = 0,625х0,25 =0,157 Ом
• 2. Определяем эквивалентное сопротивлении системы
• Rэ = 1/(1/0,188+1/0,25+1/0,157) =0,064 Ом
• 3.Определяем НКУ по линиям
• Qкн1 = Qнн i – (Qнн – Qкн )(Rэкв / ri)=
• 200-(600-300)0,064/0,188= 97,9
• Qкн2 =150-(600-300)0,064/0,25= 73,3
• Qкн3 = 250 – (600-300)0,064/0,157= 127,8

Оптимальное расстояние от шин напряжением до 1000В КТП до точки присоединения конденсаторной установки

Определяется по формуле: Lo = Lм +( 1 - Qкн / 2 Qннш ) Lр где Lм - длина до магистрального шинопровода Lр – длина распределительной части шинопровода; Qннш –суммарная расчетная реактивная нагрузка шинопровода.

Lм

Lp

Lo

0

к м

Qннш

Qкн

Пример

Нагрузка участка цеха, присоединенного к шинопроводу длиной 230 м и равномерно распределена на его участке длиной L=100м, длина магистральной части шинопровода (до начала ответвлений) L0 = 130м, суммарная реактивная мощность нагрузки Q = 500квар. Расчетная оптимальная мощность установленной батареи конденсаторов