Компенсация реактивной мощности.

⇐ ПредыдущаяСтр 2 из 2

Компенсация реактивной мощности целенаправленное воздействие на баланс реактивной мощности в узеле электроэнергетической системы с целью регулирования напряжения, а в распределенных цепях и с целью снижения потерь электроэнергии ]. Осуществляется с использование компенсирующих устройств. Для поддержания требуемых уровней напряжения в узлах электрической сети потребление реактивной мощности должно обеспечивать требуемой генерируемой мощностью с учетом необходимого резерва. Генерируемая реактивная мощность складывается из реактивной мощности, вырабатываемой генераторами электростанций и реактивной мощности компенсирующих устройств, размещенных в электрической сети и в электроустановках потребителей электрической энергии. Значительную часть электрооборудования любого потребителя составляют устройства, а именно: трансформаторы, асинхронные двигатели, индукционные печи и прочие устройства, которые можно обобщенно охарактеризовать как «индуктивная нагрузка». Поскольку одной из особенностей индуктивности является свойство сохранять неизменным ток, протекающий через нее, то при протекании тока нагрузки появляются фазовый сдвиг между током и напряжением (ток «отстает» от напряжения на фазовый угол). Разные знаки у тока и напряжением (ток «отстает» от напряжения на фазовый угол). Разные знаки у тока и напряжения на период фазового сдвига, как следствие, приводит к снижению энергии электромагнитных полей индуктивностей, которая восполняется из сети. Для большинства промышленных потребителей это означает следующее по сетям между источником электроэнергии протекает и реактивная энергия, не совершающей полезной работы и направления только на создание магнитных полей в индуктивной нагрузке. Активная и реактивная энергии составляют полную энергию, при этом доля активной энергии по отношению к полной определяется косинусом угла сдвига фаз между током и напряжением cosf . Однако, протекая по кабелям и обмоткам трансформаторов, реактивный ток снижает в пределах их пусковой способности долю протекаемого по ним активного тока, вызывая при этом значительное дополнительные потери в проводниках на нагрев, то есть активные потери. Из этого следует, что согласно современным правилам расчета за электроэнергию, потребитель должен как минимум дважды платить за одни и те же непроизводительные затраты. Один раз – непосредственно за потребленную из сети реактивную энергию (по счетчику реактивной энергии) и второй раз – непостредственно за потребленную из сети реактивную энергию (по счетчику реактивной энергии) и второй раз за нее же, но косвенно, оплачивая активные потери от протекания активной энергии, учитываемые счетчиком активной энергии. Изменить данную ситуацию можно путем размещения источника реактивной энергии непосредственно у потребителей – это дает возможность разгрузить сети реактивного тока и практически исключить все вышеописанные недостатки, то сеть «скомпенсировать» индуктивную реактивную мощность. Таким источником служат другие фазосдвигающие элементы конденсаторы. В противоположность индуктивности, конденсаторы стремятся сохранять неизменным напряжение на своих зажимах, то есть для них ток «опережает» напряжение. Поскольку величина потребляемой электоэнергии на любом предприятии никогда не является постоянной и может меняться в существенном диапазоне за достаточно малый промежуток времени, то, соответсвенно, может меняться и соотношение активной потребляемой энергии к полной, то сеть cosf . Причем, чем меньше активная нагрузка какого-либо индуктивного потребителя (асинхронного двигателя, трансформатора), тем ниже cosf . Из этого следует, что для комнесации реактивной мощности необходим набор оборудования, обеспечивающее адекватное регулирование cosf в зависимости от изменяющихся условий работы оборудования, то есть установка компенсаторов реактивной мощности (УКРМ).

Компенсация реактивной мощности особенности актуальна для промышленных предприятий, основными электроприемниками которых являются асинхронные двигатели, в результате чего коэффициент мощности без принятии мер по компенсации составляет 0,7 – 0,75. Мероприятия по компенсации мощности без принятия мер по компенсации реактивной мощности на предприятии позволяют:

1. уменьшить нагрузку на трансформаторы, увиличить срок их службы,

2. уменьшить нагрузку на провода, кабели, использовать их меньшего сечения,

3. улучшить качество электоэнергии у электриприемников (за счет уменьшения искажения формы напряжения),

4. улучшить нагрузку на коммутационную аппаратуру за счет снижения токов в цепях,

5. избежать штрафов за снижения качества электоэнергии пониженным коэффициентом мощности,

6. снизить расходы на электоэнергию.

На основании расчетов электрических нагрузок из таблицы 1.10 определяем необходимость компенсации реакивной мощности. По данным таблицам средний коэффициент мощности по цеху составляет 0,67. В соответствии с требованиями ПУЭ коэффициент мощности должен быть не менее чем 0,92-0,95. Q

Таким образом, возникает необходимость компенсации реактивной мощности.

Определим расчетную мощность и выбираем компенсирующее устройство.

Расчетную реактивную мощность КУ определим из соотношения

где α – коэффициент, учитывающий повышение коэффициэнта мощности естественным способом α = 0,9.

- максимальная активная мощность электроприёмников, кВт,

, - коэффициенты реактивной мощности до и после компенсации.

Принимаем = 0,95, тогда = 0,33.

Выбираем по [22 стр. 123] стандартную КУ УК1-0,415-20.

После выбора стандартного КУ определяется фактическое значение уоэффициента мощности:

где - мощность выбранного КУ, кВАр.

Полученное значение коэффициента реактивной мощности составляет что составляет требование ПУЭ.

Результаты расчетов заносим в таблицу 1.8.

Таблица 1.8 – Сводная ведомость нагрузок с компенсацией реактивной мощности

Параметр			,кВт	кВар
Всего на НН без КУ	0,67	1,05	34,64	42,38	55,59
КУ				20
Всего на НН с КУ	0,93	0,41	34,64	22,38	41,24

1.12 Выбор числа и марки силовых трансформаторов

Расчетная мощность трансформатора определяется исходя из полученной максимальной полной мощности нагрузки с учетом мощности компенсирующих устройств и потерь в трансформаторе. Максимальная полная мощность на ШНН с учетом мощности компенсирующих устройств приведена в таблице 1.8.

Потери определяются из следующих отношений:

(1.40)

(1.41)

(1.42)

Определяется расчетная мощность трансформатора с учетом потерь

(1.43)

(1.44)

С учетом категории надежности электроснабжения 2 по [22, с.106] выбирается трансформатор типа ТМ-63/10/0,4, технические данные которых приведены в таблице 1.9.

Таблица 1.9 - Технические данные трансформаторов

Тип	Потери кВт		%	%
	Х.Х.	К.З.
ТМ-63/10/0,4	240	1280	4,5	2,8

Коэффициент загрузки трансформатора определяем из соотношения:

(1.45)

. 1.13 Расчёт и выбор распределительной сети цеха и её защиты

Расчет и выбор цеховой защитной аппаратуры для РП1.

Определим рабочий ток:

, (1.46)

где - номинальная мощность электроприемника кВт;

- номинальное напряжение, кВ;

- коэффициент нагрузки;

- коэффициент полезного действия.

Определим номинальный ток:

, (1.47)

По [13, с. 39, 40] выбираем автоматические выключатели для станков РП1 из условия::

, (1.48)

где - номинальный ток расцепителя, A;

- номинальный ток, А.

Круглопильный станок продольного раскроя (1,4)

Выбираем автоматические выключатели марки ВА 51-31-3.(50)

Продольно раскроенный станок ( 2 ,5)

Выбираем автоматический выключатель марки ВА 51Г-31-3.(50)

Четырехшторочный продольный станок (3)

Выбираем автоматический выключатель марки ВА 51Г-25-3.(16)

Фрезерный станок ФС-1 (6)

Выбираем автоматический выключатель марки ВА 51-25-3.(10)

Фрезерный станок ФСШ-1 (7)

Выбираем автоматический выключатель марки ВА 51-25-3.(16)

Пневматическая вайма (8)

Выбираем автоматический выключатель марки ВА 51Г-31-3.(12)

Вентилятор (9)

Выбираем автоматический выключатель марки ВА 51-31-3.(12)

Автоматический выключатель для РП1 электроприемников выбираем из условия:

(1.49)

где - максимальный ток в группе, А

По [13, с. 39,40] выбираем автоматический выключатель марки ВА 51Г-31-3.(63)

Выбор кабеля для электроприемников производим из условия:

(1.50)

Круглопильный станок продольного раскроя

По [13, с.78] выбираем кабель ВВГ-

Продольно раскроенный станок

По [13, с.78] выбираем кабель ВВГ- .

Для фрезерного станка ( 18 )

По [13, с.78] выбираем кабель ВВГ- .

Для сверлильного станка ( 12 )

По [13, с.78] выбираем кабель ВВГ-

Для кузнечного молота ( 26 )

По [13, с.78] выбираем кабель ВВГ- .

Для вентилятора (9)

По [13, с.78] выбираем кабель ВВГ- .

Выбор кабеля до РП1 производим из условия

(1.51)

По [13, с.78] выбираем кабель ВВГ- .

Расчет для остальных групп электроприемников проводится аналогично согласно формулам (1.46) - (1.51).

Произведем расчет для РП2:

Определим номинальный ток:

По [13, с.39,40] выбираем автоматические выключатели для станков РП2:

Для сверлильного станка (13)

Выбираем автоматический выключатель марки ВА 51-31-3.

Для металлорежущего станка (5,6)

Выбираем автоматический выключатель марки ВА 51-25-3.

Для фрезерного станка (20)

Выбираем автоматический выключатель марки ВА 51-31-3.

Для компрессоров (24)

Выбираем автоматический выключатель марки ВА 51-31-3.

Выбираем автоматический выключатель для РП2 электроприемников

По [13, с.39,40] выбираем автоматический выключатель марки ВА 51-33-3.

Выбор кабеля для электроприемников:

Для сверлильного станка (13)

По [13, с.78] выбираем кабель ВВГ-

Для металлорежущего станка (5,6)

По [13, с.78] выбираем кабель ВВГ- .

Для фрезерного станка (20)

По [13, с.78] выбираем кабель ВВГ- .

Для компрессоров (24)

По [13, с.78] выбираем кабель ВВГ-

Выбор кабеля до РП2:

По [13, с.78] выбираем кабель ВВГ-

Произведем расчет для РП3:

Определим номинальный ток:

По [13, с.39,40] выбираем автоматические выключатели для станков РП2:

Для наждачных станков (1)

Выбираем автоматический выключатель марки ВА 51-31-3.

Для фрезерных станков (21)

Выбираем автоматический выключатель марки ВА 51-31-1.

Для металлорежущего станка (7,8)

Выбираем автоматический выключатель марки ВА 51-39-3.

Для металлорежущего станка (11)

Выбираем автоматический выключатель марки ВА 51-39-3.

Для металлорежущего станка (22,23)

Выбираем автоматический выключатель марки ВА 51-39-3.

Для металлорежущего станка (16,17)

Выбираем автоматический выключатель марки ВА 51-39-3.

Выбираем автоматический выключатель для РП3 электроприемников:

По [13, с.39,40] выбираем автоматический выключатель марки ВА 51-31-3.

Выбор кабеля для электроприемников:

Для наждачных станков (1)

По [13, с.78] выбираем кабель ВВГ-

Для фрезерных станков (21)

По [13, с.78] выбираем кабель ВВГ- .

Для металлорежущего станка (7,8)

По [13, с.78] выбираем кабель ВВГ- .

Для металлорежущего станка (11)

По [13, с.78] выбираем кабель ВВГ- .

Для металлорежущего станка (22,23)

По [13, с.78] выбираем кабель ВВГ- .

Для металлорежущего станка (16,17)

По [13, с.78] выбираем кабель ВВГ- .

Выбор кабеля до РП3:

По [13, с.78] выбираем кабель ВВГ-

Произведем расчет для РП4:

Определим номинальный ток:

По [13, с.39,40] выбираем автоматические выключатели для станков РП4:

Для токарных станков (27,28)

Выбираем автоматический выключатель марки ВА 51-31-3.

Для сверлильных станков (14)

Выбираем автоматический выключатель марки ВА 51-31-1.

Для наждачных станков (2)

Выбираем автоматический выключатель марки ВА 51-31-3.

Для наждачных станков (10)

Выбираем автоматический выключатель марки ВА 51-31-3.

Выбираем автоматический выключатель для РП4 электроприемников:

По [13, с.39,40] выбираем автоматический выключатель марки ВА 51-31-3.

Выбор кабеля для электроприемников:

Для токарных станков (27,28)

По [13, с.78] выбираем кабель ВВГ-

Для сверлильных станков (14)

По [13, с.78] выбираем кабель ВВГ-

Для наждачных станков (2)

По [13, с.78] выбираем кабель ВВГ- .

Для наждачных станков (10)

По [13, с.78] выбираем кабель ВВГ- .

Выбор кабеля до РП4:

По [13, с.78] выбираем кабель ВВГ-

Произведем расчет для РП5:

Определим номинальный ток:

По [13, с.39,40] выбираем автоматические выключатели для станков РП5:

Для компрессора (25)

Выбираем автоматический выключатель марки ВА 51-31-3.

Для сверлильного станка (15)

Выбираем автоматический выключатель марки ВА 51-31-3.

Для испытательного стенда (31)

Выбираем автоматический выключатель марки ВА 51-39-3.

Для компрессора (32)

Выбираем автоматический выключатель марки ВА 51-31-3.

Для сверлильного станка (19)

Выбираем автоматический выключатель марки ВА 51-31-3.

Для испытательного стенда (4)

Выбираем автоматический выключатель для РП5 электроприемников:

По [13, с.39,40] выбираем автоматический выключатель марки ВА 51-31-3.

Выбор кабеля для электроприемников:

Для компрессора (25)

По [13, с.78] выбираем кабель ВВГ-

Для сверлильного станка (15)

По [13, с.78] выбираем кабель ВВГ- .

Для испытательного стенда (31)

По [13, с.78] выбираем кабель ВВГ- .

Для компрессора (32)

По [13, с.78] выбираем кабель ВВГ-

Для сверлильного станка (19)

По [13, с.78] выбираем кабель ВВГ- .

Для испытательного стенда (4)

По [13, с.78] выбираем кабель ВВГ- .

Выбор кабеля до РП5:

По [13, с.78] выбираем кабель ВВГ-

По [13, с.88] выбираем марки распределительных пунктов:

РП1 - ПР 85-3 067-21У3;

РП2 - ПР 85-3 055-21У3;

РП3 - ПР 85-3 073-21У3;

РП4 - ПР 85-3 055-21У3;

РП5 - ПР 85-3 055-21У3;

Полученные данные сводим в таблицу 1.12.

Таблица 1.12 - Сводная ведомость

№ РП

Позиция

Наименование ЭП

, кВт

, А

Автоматы

, А

Марка проводов и кабелей

Автоматы, выключатели для РП

Марка кабеля для РП

Наждачный станок

1,2

0,5

0,82

0,14

ВА 51-31-3

ВВГ-5 ´ 2,5

ВА 51-33-3

ВВГ-5 ´ 16

29, 30

Токарные станки

0,5

0,82

0,17

ВА 51-31-3

ВВГ-5 ´ 16

Фрезерный станок

3,8

0,5

0,82

12,67

0,14

ВА 51-31-3

ВВГ-5 ´ 2,5

Сверлильный станок

3,4

0,6

0,82

8,72

0,16

ВА 51-31-3

ВВГ-5 ´ 2,5

Кузнечный молот

0,65

0,82

34,88

0,24

ВА 51-31-3

ВВГ-5 ´ 8

Вентилятор

4,8

0,8

0,82

9,06

0,6

ВА 51-31-3

ВВГ-5 ´ 2,5

Сверлильный станок

3,4

0,6

0,82

8,72

0.16

ВА 51-31-3

ВВГ-5 ´ 2,5

ВА 51-33-3

ВВГ-5 ´ 16

5, 6

Металлорежущие танки

0,65

0,82

34,88

0,17

ВА 51-25-3

ВВГ-5 ´ 8

Фрезерный станок

3.8

0,5

0,82

11,52

0,14

ВА 51-31-3

ВВГ-5 ´ 2,5

Компрессор

0,8

0,82

9,43

0,65

ВА 51-31-3

ВВГ-5 ´ 2,5

Наждачный станок

1,2

0,5

0,82

0,14

ВА 51-31-3

ВВГ-5 ´ 2,5

ВА 51-33-3

ВВГ-5 ´ 16

Фрезерный станок

3,8

0,5

0,82

12,67

0,14

ВА 51-31-3

ВВГ-5 ´ 2,5

7, 8

Металлорежущие танки

0,65

0,82

34,88

0,17

ВА 51-31-3

ВВГ-5 ´ 8

Сверлильный станок

3,4

0,6

0,82

8,72

0.16

ВА 51-31-3

ВВГ-5 ´ 2,5

22, 23

Компрессоры

0,8

0,82

9,43

0,65

ВА 51-31-3

ВВГ-5 ´ 2,5

16, 17

Пресс

0,65

0,82

6,98

0,17

ВА 51-31-3

ВВГ-5 ´ 2,5

27, 28

Токарные станки

0,5

0,82

0,17

ВА 51-31-3

ВВГ-5 ´ 16

ВА 51-33-3

ВВГ-5 ´ 16

Сверлильный станок

3,4

0,6

0,82

8,72

0.16

ВА 51-31-3

ВВГ-5 ´ 2,5

Наждачный станок

1,2

0,5

0,82

0,14

ВА 51-31-3

ВВГ-5 ´ 2,5

Вентилятор

4,8

0,8

0,82

9,06

0,6

ВА 51-31-3

ВВГ-5 ´ 2,5

Компрессор

0,8

0,82

9,43

0,65

ВА 51-31-3

ВВГ-5 ´ 2,5

ВА 51-33-3

ВВГ-5 ´ 16

Сверлильный станок

3,4

0,6

0,82

8,72

0.16

ВА 51-31-3

ВВГ-5 ´ 2,5

Испытательный стенд

0,5

0,82

45,46

0,12

ВА 51-31-3

ВВГ-5 ´ 16

Электролебедка

0,37

0,5

0,82

1,12

0,1

ВА 51-31-3

ВВГ-5 ´ 2,5

Фрезерный станок

3,8

0,5

0,82

12,67

0,14

ВА 51-31-3

ВВГ-5 ´ 2,5

Наждачный станок

1,2

0,5

0,82

0,14

ВА 51-31-3

ВВГ-5 ´ 2,5

1.14 Расчет и выбор питающей силовой сети цеха.

Кабель силовой сети выбираем по условию:

(1.64)

где - номинальный ток ШНН, А

- суммарный ток распределительных пунктов, А

По [13, с.95] выбираем в качестве силового кабеля, кабель ВВГ-5х150

Произведем выбор защитных аппаратов для ШНН из условия:

(1.65)

Для ШНН:

По [13, с.186] выбираем автоматический выключатель марки ВА 51-37 на 400А.

1.15 Расчет заземления

Определим удельное сопротивление грунта с учетом коэффициента сезонности.

Для вертикальных заземлителей:

(1.66)

где - удельное сопротивление грунта, ;

- коэффициент сезонности, для вертикального заземлителя выбирается по [14, с.90, табл.1.13.2],

Для горизонтальных заземлителей:

(1.67)

где - коэффициент для горизонтальных заземлителей, выбирается по [14, с.90, табл. 1.13.2],

В качестве вертикального заземлителя выбираем уголок длиной 3м.

Сопротивление одиночного вертикального заземлителя определяется по формуле:

, (1.68)

Определим количество вертикальных заземлителей

(1.69)

где - коэффициент использования вертикального заземлителя., выбирается по [14, с.90, табл. 1.13.5],

- сопротивление заземляющего устройства, Ом;

Принимаем

В качестве горизонтального заземлителя выбираем полосу стальную

Так как контурное заземление закладывается на расстояние не менее 1 м, то длина по периметру закладки равна:

(1.70)

Определим сопротивление горизонтального заземлителя по формуле:

(1.71)

где d - ширина полосы, м;

t - глубина заложения, м.

- длина полосы, м.

Определим действительное сопротивление растеканию горизонтальных заземлителей с учетом коэффициента использования

(1.72)

где - коэффициент использования горизонтальных заземлителей, выбирается по [14, с.91, табл. 1.13.5],

Определим сопротивления растеканию вертикальных заземлителей с учетом сопротивления горизонтальных заземлителей.

(1.73)

Определим точное количество вертикальных заземлителей:

(1.74)

Окончательно принимаем к установке 4 вертикальных заземлителя.

Дата добавления: 2018-09-22; просмотров: 154; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 12

Мы поможем в написании ваших работ!