Коэффициент мощности 1 страница

cosj= P/S=P/Ö P²+Q²

потери напряжения

U=(PR+QX)/U_ном

Где P, Q, S- соответственно активная, реактивная и полная мощности; R, X- соответственно активное и реактивное сопротивления элементов электрической сети; U_ном- номинальное напряжение сети.

Основными потребителями реактивной мощности индуктивного характера на промышленных предприятиях являются асинхронные двигатели АД (60-65 % общего его потребления), трансформаторы, включая сварочные и прочие ЭП.

Реактивной мощностью дополнительно нагружаются питающие и распределительные сети предприятия, соответственно увеличивается общее потребление электроэнергии. Меры по снижению потребления реактивной мощности: естественная компенсация без применения специальных компенсирующих устройств (КУ); искусственная компенсация, называемая чаще просто компенсацией с применением КУ.

Естественная компенсация реактивной мощности не требует больших материальных затрат и должна проводиться на предприятиях в первую очередь. К естественной компенсации относятся:

Упорядочение и автоматизация технологического процесса, ведущие к выравниванию графика нагрузки и улучшению энергетического режима оборудования (равномерное размещение нагрузок по фазам, смещение времени обеденных перерывов отдельных цехов и участков, перевод энергоемких крупных ЭП на работу вне часов максимума энергосистемы и, наоборот, вывод в ремонт мощных ЭП в часы максимума в энергосистемы).

Создание рациональной схемы электроснабжения за счет уменьшения количества ступеней трансформации;

Замена трансформаторов и другого электрооборудования старых конструкций на новые, более совершенные с меньшими потерями на перемагничивание;

Замена малозагруженных трансформаторов и двигателей трансформаторами и двигателями меньшей мощности и их полная загрузка;

Применение СД вместо АД, когда это допустимо по условиям технологического процесса;

Ограничение продолжительности ХХ двигателей и сварочных трансформаторов, сокращение длительности и рассредоточение во времени пуска крупных ЭП;

Улучшение качества ремонта электродвигателей, уменьшение переходных сопротивлений контактных соединений;

Отключение при малой нагрузке (например, в ночное время, в выходные и праздничные дни) части силовых трансформаторов.

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.

Повышение коэффициента мощности электроустановки зависит от снижения потребления реактивной мощности. При снижении потребления реактивной мощности Q до значения (Q-Q_k), где Q_k- мощность компенсирующего устройства, значения угла j₁ также уменьшается до j₂, а следовательно, коэффициент мощности увеличивается с cosj₁ до cosj₂.

Повышение коэффициента мощности, уменьшение потребления реактивной мощности элементами системы электроснабжения, снижает потери активной мощности и повышает напряжение.

Средства компенсации реактивной мощности.

Мероприятия, проводимые по компенсации реактивной мощности эксплуатируемых или проектируемых электроустановок потребителей, могут быть разделены на следующие три группы: не требующие применения компенсирующих устройств; связанные с применением компенсирующих устройств; допускаемые в виде исключения.

Последние два мероприятия должны обосновываться технико-экономическими расчетами и применяется при согласовании с энергосистемой.

+j

P

U

0 j₂

j₁ S₂ Q-Q_k

Q_k

S₁

-j Q

Рис.1 Векторная диаграмма компенсации реактивной мощности.

Мероприятия, не требующие применения компенсирующих устройств:

1. упорядочение технологического процесса, ведущее к улучшению энергетического режима оборудования, а следовательно, и к повышению коэффициента мощности;

2. переключение статорных обмоток АД напряжением до 1000 В с треугольника на звезду, если их нагрузка составляет менее 40%;

3. устранение режима работы АД без нагрузки (холостого хода) путем установки ограничителей холостого хода;

4. замена, перестановка и отключение трансформаторов, загружаемых в среднем менее чем на 30% от их номинальной мощности;

5. замена малозагруженных двигателей меньшей мощности при условии, что изъятие избыточной мощности влечет за собой уменьшение суммарных потерь активной энергии в энергосистеме и двигателе;

6. замена АД синхронными двигателями той же возможности, где это возможно по технико-экономическим соображениям;

7. применение СД для всех новых установок электропривода, где это приемлемо по технико-экономическим соображениям:

Мероприятия, связанные с применением компенсирующих устройств:

1. установка статических конденсаторов;

2. использование СД в качестве компенсаторов.

Мероприятия по повышению коэффициента мощности, допускаемые в виде исключения:

1. использования имеющихся на предприятиях синхронных генераторов в качестве синхронных компенсаторов;

2. синхронизация АД, причем она допускается при нагрузке на валу не выше 70% от номинальной мощности и соответствующем технико-экономическом обосновании.

При питании постоянным током фазный ротор втягивается в синхронизм и может работать с опережающим коэффициентом мощности, приобретая свойства, сходные со свойствами СД, но со значительно меньшей перегрузочной способностью.

Синхронизацию АД с фазным ротором применяют только для двигателей, уже находящихся в эксплуатации.

Исходные данные:

3 Исходные данные для самостоятельного решения.31-ТЭО

Вариант	Расчётный участок	Расчётная нагрузка, (КВА)	Напряжение (кВ)	Число часов максимум Тм. час
1	2	3	4	5
1	Л13	1200	6	3500
2	Л15	630	3	2000
3	Л6	500	10	5000
4	Л15	450	3	2000
5	Л5	1000	10	1000
6	Л6	1200	10	4500
7	Л11	800	6	5200
8	Л7	1300	10	2300
9	Л13	500	6	6000
10	Л15	800	3	2500
11	Л9	900	10	4000
12	Л9	700	10	4500
13	Л10	250	6	2500
14	Л14	400	3	5000
15	Л12	450	6	3000
16	Л6	950	10	1500
17	Л10	900	6	3600
18	Л7	1000	10	2000
19	Л9	1200	10	2500
20	Л13	1000	6	4500
21	Л11	1400	6	2800
22	Л8	1300	10	1200
23	Л14	700	3	3000
24	Л12	1700	6	4000
25	Л15	1500	3	6000
26	Л6	2300	10	3200
27	Л8	850	10	1600
28	Л13	700	6	1800
29	Л10	500	6	2400
30 31 32 33	Л7 Л9 Л3 Л6	720 690 770 820	10 6 10 6	3700 4720 3330 5430

3 Исходные данные для самостоятельного решения.32-ТЭО

Вариант	Расчётный участок	Расчётная нагрузка, (КВА)	Напряжение (кВ)	Число часов максимум Тм. час
1	2	3	4	5
1	Л13	1100	6	3500
2	Л15	930	3	2000
3	Л6	800	10	5000
4	Л15	550	3	2000
5	Л5	1200	10	1000
6	Л6	1250	10	4500
7	Л11	880	6	5200
8	Л7	1360	10	2300
9	Л13	509	6	6000
10	Л15	890	3	2500
11	Л9	930	10	4000
12	Л9	770	10	4500
13	Л10	750	6	2500
14	Л14	429	3	5000
15	Л12	459	6	3000
16	Л6	980	10	1500
17	Л10	955	6	3600
18	Л7	1055	10	2000
19	Л9	1230	10	2500
20	Л13	1320	6	4500
21	Л11	1470	6	2800
22	Л8	1360	10	1200
23	Л14	790	3	3000
24	Л12	1730	6	4000
25	Л15	1560	3	6000
26	Л6	2320	10	3200
27	Л8	830	10	1600
28	Л13	900	6	1800
29	Л10	800	6	2400
30 31 32 33	Л7 Л9 Л3 Л6	790 990 870 920	10 6 10 6	3700 4720 3330 5430

Пример выполнения:

Р_р.ц.=107,3кВт

Q_р.ц.=82,7квар

сosφ_ц.=0,845

tgφ_ц.=0,63

сosφ_зад.=0,97

1. Определим мощность КУ по формуле:

Q_ку=Р_рас.ц.•(tgφ₁ - tgφ₂),квар

tgφ₁= = =0,77

т.к. cosφ_зад=0,97, то tgφ₂=0,25

Q_ку=107,3•(0,77-0,25)=55,8квар

55,8/2=27,9квар

2. Выбираем тип КУ из таблицы, исходя из условия:

Qпас ≥ Qку

37,5квар >27,9квар – условие выполняется

Выбираем две компенсирующие установки типа:

УКМ-0,4-ЭЛЭКО 1.1.2-37,5(12,5+25)УЗ

3. Проверяем коэффициент мощности цеха после компенсации

tgφ_ПК =

Q_пк= Q_р.ц.- Q_ку=82,7-75=7,7квар

tgφ_ПК = =0,07

S_пк= = =107,5кВА

I_пк= = =163,5А

4. Выбираем питающий провод для КУ: I_н.=54А

I_КУ=I_д.н.-I_н.=60-54=6А

I_д.н.≥ I_н.

60А>54А – условие выполняется

Выбираем марку провода: ААГ-1-4х16мм²

Вывод: научился выбирать мощность компенсирующих устройств.

Тип и характеристика установки	Мощность установки	Номинальный ток	Габаритные размеры	Максимальное сечение кабеля*	Присоединение	Вес
УКМ-0,4-ЭЛЭКО 1.1.2… УЗ	квар	А	мм	кв. мм	Болт М8	кг
УКМ-0,4-ЭЛЭКО 1.1.2-25 (25x1) УЗ	25	36	600х1000х300	95	Болт М8	77,2
УКМ-0,4-ЭЛЭКО 1.1.2-25 (12,5x2) УЗ	25	36	600х1000х300	95	Болт М8	79,0
УКМ-0,4-ЭЛЭКО 1.1.2-37,5 (12,5+ 25) УЗ	37,5	54	600х1000х300	95	Болт М8	81,6
УКМ-0,4-ЭЛЭКО 1.1.2-50 (12,5x2+25) УЗ	50	72	600х1000х300	95	Болт М8	85,5
УКМ-0,4-ЭЛЭКО 1.1.2-50 (12,5x4) УЗ	50	72	600х1000х300	95	Болт М8	86,9
УКМ-0,4-ЭЛЭКО 1.1.2-50 (25x2) УЗ	50	72	600х1000х300	95	Болт М8	83,6
УКМ-0,4-ЭЛЭКО 1.1.2-62,5 (12,5+25х2) УЗ	62,5	97	600х1000х300	95	Болт М8	85,5
УКМ-0,4-ЭЛЭКО 1.1.2-75 (12,5х2+25х2) УЗ	75	108	600х1000х300	95	Болт М8	89,4
УКМ-0,4-ЭЛЭКО 1.1.2-75 (25х3) УЗ	75	108	600х1000х300	95	Болт М8	88,2
УКМ-0,4-ЭЛЭКО 1.1.2-87,5 (12,5+ 25х3) УЗ	87,5	126	600х1000х300	95	Болт М8	90,9
УКМ-0,4-ЭЛЭКО 1.1.2-100 (25х4) УЗ	100	144	600х1000х300	150	Болт М8	92,4
УКМ-0,4-ЭЛЭКО 1.1.2-112,5 (12,5+ 25х4) УЗ	112,5	162	600х1000х300	150	Болт М8	95,3
УКМ-0,4-ЭЛЭКО 1.1.2425 (25х5) УЗ	125	180	600х1000х300	150	Болт М10	96,4
УКМ-0,4-ЭЛЭКО 1.1.2-137,5 (12,5+ 25х5) УЗ	137,5	198	800х1200х400	150	Болт М10	106,2
УКМ-0,4-ЭЛЭКО 1.1.2-150 (25х6) УЗ	150	216	800х1200х400	240	Болт М10	107,4
УКМ-0,4-ЭЛЭКО 1.1.2-175(25х7) УЗ	175	252	800х1200х400	240	Болт М10	112,6
УКМ-0,4-ЭЛЭКО 1.1.2-200(25х8) УЗ	200	288	800х1200х400	240	Болт М10	114,5

Конденсаторные установки

Практическое занятие №8

Тема: выбор сечения жил высоковольтного кабеля по экономичности плотности тока.

Цель занятия: научиться выбирать сечения жил высоковольтного кабеля по экономичности плотности тока.

Порядок выполнения:

1. Определить марку кабеля

2. Определяем расчетный ток (Iр,А)

3. Определяем Iд

4. Проверяем условие выбора, согласно ПУЭ

5. Определяем экономическую площадь сечения провода

6. Определяем стандартное сечение

7. Проверяем условие выбора, согласно ПУЭ

8. Записываем выбранную марку кабеля

Исходные данные: Практическая занятие №7

Справочные данные: Практическая занятие №1

Пример выполнения:

Вариант-07

S_пк=1200кВА

Число жил-3

Uн=10кВ

Тм=4500ч

Марка кабеля – СБГ

1. СБГ – 1) токопроводящая жила – медная

2) изоляция жил – бумажная с вязкой пропиткой

3) оболочка – свинцовая

4) защитный покров:

4.1) подушка под броней - крепированная бумага, пропитанная битумом

4.2) броня – плоские стальные ленты

4.3) без наружного покрова

2. Определяем расчетный ток (Iр,А)

I_р= = =69,3А

3. Определяем Iд по таблице, Iдоп=85А

4. Проверяем условие выбора, согласно ПУЭ

Iд ≥ Iр

85А >69,3А - условие выполняется

5. Определяем экономическую площадь сечения провода

мм ²

6. По таблице стандартное сечение 35мм²

7. Проверяем условие выбора, согласно ПУЭ

Iд ≥ Iр

105А >69,3А - условие выполняется

8. Записываем выбранную марку кабеля

СБГ-10-3•35мм²

Вывод: научился выбирать сечения жил высоковольтного кабеля по экономичности плотности тока.

Практическое занятие №9

Тема: Ознакомление с конструкцией и проводами высоковольтных аппаратов.

Цель занятия: Ознакомиться с конструкцией и проводами высоковольтных аппаратов.

1 Назначение и область применения

Комплектные распределительные устройства «Классика» (далее КРУ) серии D-40Р предназначены для приема и распределения электрической энергии трехфазного переменного тока частотой 50 и 60 Гц напряжением 35 кВ в сетях с изолированной или заземлённой через дугогасительный реактор или резистор нейтралью.

КРУ серии D-40Р применяются в качестве распределительных устройств напряжением 35 кВ трансформаторных подстанций 110/35 кВ и 35/6—10 кВ, а также в распределительных пунктах.

КРУ серии D-40Р предназначены для работы внутри помещений при следующих условиях:

1) высота над уровнем моря до 1000 м,

2) верхнее рабочее значение температуры окружающего

воздуха не выше +40 С.

3) нижнее рабочее значение температуры окружающего

воздуха не ниже -25 С.

4) относительная влажность воздуха 98% при температуре

плюс 25 С.

5) тип атмосферы II по ГОСТ 15150-69.

6) окружающая среда невзрывоопасная, не содержащая

токопроводящей пыли, агрессивных паров и газов, разрушающих изоляцию и металл.

КРУ могут устанавливаться в контейнерах, оборудованных системой обогрева и вентиляции.

КРУ серии О-40Р соответствуют требованиям ГОСТ 14693-90, ГОСТ 12.2.007.0-75, ГОСТ 12.2.007.4-75, МЭК 298 и 694.

КРУ серии D-40Р обладают следующими отличительными особенностями:

1) широкая сетка схем главных цепей;

2) высокое качество сборки;

3) продуманная система блокировок, обеспечивающая безопасность обслуживающего персонала;

4) классическая конструкция, обеспечивающая удобство и

простоту обслуживания;

2 Технические характеристики

Таблица 1 Основные параметры и характеристики КРУ серии В-40Р

Наименование параметра	Значение параметра
1	2
Номинальное напряжение, кВ	35
Наибольшее рабочее напряжение, кВ	40,5
Номинальный ток сборных шин, А	630; 1250
Номинальный ток главных цепей, А	630; 1250
Номинальный ток отключения выключателей, встроенных в КРУ, кА	16; 25
Ток электродинамической стойкости (амплитуда), кА	до 64
Ток термической стойкости, А	25
Время протекания тока термической стойкости, с	1
Номинальное напряжение вспомогательных цепей, В	до 220^2
Габаритные размеры шкафов, мм ширина	1200, 1800^2

Дата добавления: 2015-07-16