Компенсация реактивной мощности в сетях с малой нагрузкой

ВВЕДЕНИЕ 8
1 ОСОБЕНОСТИ КОМПЕНСАЦИИ РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ 10
1.1 Понятие реактивной мощности 10
1.2 Необходимость компенсации реактивной мощности 11
1.3 Способы уменьшения потребления реактивной мощности в электрической сети 14
1.4 Устройства, применяемые для компенсации реактивной мощности 15
1.5 Нормативные документы по обеспечению коэффициента реактивной мощности 20
1.6 Существующие нормы качества электроэнергии по несинусоидальности в соответствии с требованиями ГОСТ 32144-2013 21
2 РЕГУЛИРОВАНИЕ МОЩНОСТИ КОМПЕНСИРУЮЩИХ УСТРОЙСТВ 25
2.1 Влияние несинусоидальности на работу электроприёмников 25
2.2 Батареи конденсаторов в сетях с резкопеременной нагрузкой 27
2.3 Схемы включения статических конденсаторов 31
2.3.1 Схемы включения статических конденсаторов в сеть до 1000 В 31
2.3.2 Особенности включения статических конденсаторов в сеть выше 1000 В 33
2.3.3 Типы и производители конденсаторных установок 34
2.4 Регулирование реактивной мощности конденсаторными батареями 35
2.5 Конструкция и установка конденсаторных батарей 36
3 РАСЧЁТ ПАРАМЕТРОВ УСТРОЙСТВА АВТОМАТИЧЕСКОЙ КОМПЕНСАЦИИ РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ 38
3.1 Автоматическая компенсация реактивной мощности батареями конденсаторов 38
3.2 Расчет параметров УАКРМ 41
3.2.1 Расчет отношения мощностей смежных ступеней УАКРМ 41
3.2.2 Расчет мощностей секций УАКРМ 44
3.3 Моделирование режимов автоматической компенсации реактивной мощности 49
3.4 Моделирование резонансных режимов работы электрической сети 53
4 РАСЧЕТ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ОТ КОМПЕНСАЦИИ РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ 61
4.1 Параметры и результаты от внедрения выбранного устройства компенсации реактивной мощности УАКРМ-10,5-2250 61
4.2 Техника безопасности при работе с устройством компенсации реактивной мощности 65
4.3 Экономический эффект от внедрения УАКРМ-10,5-2250 67
4.3.1 Расчет затрат 67
4.3.2 Расчет экономического эффекта 69
4.3.3 Расчет срока окупаемости 71
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 72
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ 74

Весь текст будет доступен после покупки

При проектировании промышленной мощности системы одна из важнейших задач ? расчет и выбор компенсирующих устройств реактивной
мощности (КРМ).
В электрической сети рекомендуется учитывать возможность устанавливать дополнительное устройство компенсации реактивной мощности, в основном напрямую у потребителей напряжением от 0,4 до 10 кВ.
Компенсация реактивной мощности снижает энергопотребление и потери мощности, повышает качество электроэнергии.
В соответствии с действующими Правилами технологического присоединения энергопринимающих устройств (энергетических установок), юридических и физических лиц к электрическим сетям установлены требования к расчету значений соотношения потребления активной и реактивной мощности, определенных при заключении договоров об оказании услуг по передаче электрической энергии (договоры энергоснабжения) в отношении потреблений электрической энергии, присоединенная мощность энергопринимающих устройств которых более 150 кВт (за исключением бытовых и приравненных к ним потребителей).
В соответствии с действующими правилами взаимоподключения энергоснабжающего оборудования (электростанций), юридических и физических лиц к электросетевым технологиям установлены требования к расчету значения соотношения потребления активной и реактивной энергии, определяемого при расчете энергопотребления устройств электроснабжения с подключением мощность, превышающая 150 киловатт (за исключением бытовых потребителей и приравненных к ним лиц), заключается в договоре на оказание услуг по передаче электроэнергии (договор энергоснабжения).

Весь текст будет доступен после покупки

1 ОСОБЕНОСТИ КОМПЕНСАЦИИ РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ

1.1 Понятие реактивной мощности

Все процессы в электрической системе можно охарактеризовать тремя параметрами: напряжением, током и активной мощностью. Однако для облегчения расчета режима используются и другие параметры, в частности реактивная мощность и полная мощность. Произведение значений вольтметра и амперметра в цепи переменного тока называется суммарной мощностью. Для трехфазной цепи это выражается формулой:


где I – ток в одной фазе;
U – линейное напряжение.
Активная мощность трехфазного переменного тока определяется по формуле



Множитель cos? ? показатель, характеризующий реактивную мощность. Согласно старым нормативам, средневзвешенное значение этого коэффициента составляло 0,92 и 0,95 соответственно. В этих пределах значение cos? должно присутствовать непосредственно на вводе, питающем промышленное предприятие [40]. Угол ?указывает на фазовый сдвиг тока и напряжения.
На основании этих выражений полная мощность S представляется гипотенузой прямоугольного треугольника, один катет которого представляет активную мощность Р = S сos?, а другой ? реактивную Q= S sin?.


Выражение для нахождения реактивной мощноси



где – коэффициент реактивной мощности.
Следует подметить, что соотношение активной и полной мощностей не всегда однозначны. Это не дает пользователю по-настоящему динамически изменяющейся реактивной мощности. Если по какой-либо причине cos? установленного входного сигнала изменится с 0,95 на 0,94, то реактивная мощность изменится на 10%. Если коэффициент изменить с 0,99 на 0,98, то увеличение реактивной мощности при этом составит 42% [40].
По этой причине коэффициент реактивной мощности дает четкое представление о динамике изменения реактивной мощности.
Следует также помнить, что условность интерпретации Q как мощности является условной. Только активная мощность и энергия могут выполнять работу и преобразовываться в механическую энергию, тепловую энергию, световую энергию и химическую энергию. Активная мощность возникает за счет преобразования первичной энергии двигателя, полученной из природного источника, в электрическую. Реактивная мощность не преобразуется в другие виды энергии и не выполняет работу, поэтому ее условно называют мощностью. Реактивная мощность используется для генерации магнитных и электрических полей. Для анализа режимов в синусоидальных цепях реактивная мощность является очень удобной характеристикой и широко используется на практике.

Весь текст будет доступен после покупки

1. Федеральный закон от 26.03.2003 N 35-ФЗ.
2. ГОСТ 1282-88 Конденсаторы для повышения коэффициента мощности электроустановок переменного тока частоты 50 и 60 Гц. ? М.: Издательство стандартов, 1988. – 18 с.
3. ГОСТ 30804.4.7-2013 (IEC 61000-4-7:2009) Совместимость технических средств электромагнитная. Общее руководство по средствам измерений и измерениям гармоник и интергармоник для систем электроснабжения и подключаемых к ним технических средств: издание официальное: Введ. 01.01.2014. ? М.: Стандартинформ, 2013. – 39 с.
4. ГОСТ 32144-2013 Электрическая энергия. Совместимость технических средств электромагнитная. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения: издание официальное: Введ. 07.01.2014. – М.: Стандартинформ, 2014. – 19 с.
5. Аксенов, В. В. Компенсация реактивной мощности с фильтрацией токов высших гармоник ? реальный путь повышения энергоэффективности передачи и распределения электроэнергии / В. В. Аксенов, Д. В. Быстров, В. Э. Воротницкий, Г. Г. Трофимов // Электрические станции. – 2012. – № 3. – С. 53-60.
6. Анчарова, Т. В. Электроснабжение и электрооборудование зданий и сооружений : учебник / Т. В. Анчарова, М. А. Рашевская, Е. Д. Стебунова. ? 2-е изд., перераб. и доп. ? Москва: ФОРУМ: ИНФРА-М, 2020. – 415 с.
7. Атабеков, Г. И. Теоретические основы электротехники. В 3-х ч. Ч. 1. Линейные электрические цепи: Уч. для вузов. ? 5-е изд., испр. и доп. ? М.: Энергия, 1978. ? 592 с.

Весь текст будет доступен после покупки