Выбор устройства компенсации реактивной мощности

После проектирования системы для 4 двигателей, необходимо произвести расчет нагрузки на каждую из секций шин.В таблице 4.1 приведен результат расчета нагрузок после компенсации реактивной мощности.

Для нахождения коэффициента мощности первой секции шин:

Для нахождения коэффициента мощности второй секции шин:

Приказом №310 Минпромэнерго России от 13 апреля 2017 года) определены предельные значения коэффициентов мощности cos φ и реактивной мощности tg φ в зависимости от точки присоединения потребителя к распределительной сети.

Реактивная мощность компенсирующих устройств находится из выражения:

Для 1 с.ш.:

 квар,

выбор КРМ 0,4-50- У3-У1 модели «Хомов электро».

Для 2 с.ш.:

 квар,

выбор КРМ 0,4-80- У3-У1 модели «Хомов электро».

Централизованная компенсация на секциях шин 0,4 кВ.

квар

квар

Таблица 4.1 Результаты расчета нагрузок по вводам (после компенсации)

	P, кВт	cos	S, кВА	Q, квар	I, А (0,4)	I, А (6)
Ввод 1	124,21	0,98	126,21	22,40	182,39	12,16
Ввод 2	125,13	0,98	127,19	22,82	183,81	12,25

Для нахождения коэффициента мощности первой секции шин:

Для нахождения коэффициента мощности второй секции шин:

Выбор трансформатора

На данный момент установлены трансформаторы ТМГ – 100 кВА.

В нормальном режиме работы:

для Т-1:

для Т-2: , категория – первая, загрузка  более 0,7, не соответствует требованиям “Правил устройства электроустановок ”.

Рассмотрим трансформатор мощностью – 250 кВА.

Для Т-1:

Для Т-2: , категория – первая, загрузка не более 0,7, “Соответствует правилам устройства электроустановок”.

Проверка по аварийному режиму: , менее 1,4.

Распределительные трансформаторы мощностью 100-2500 кВА напряжением 6-10 кВ - наиболее массовая серия производимых и эксплуатируемых трансформаторов в нашей стране и за рубежом. Общее количество распределительных трансформаторов в России составляет более чем 4млн.шт. Ежегодные затраты на обслуживание одного распределительного трансформатора с магнитопроводом из холоднокатаной электротехнической стали составляют примерно 8% от его первоначальной стоимости. На распределительные трансформаторы приходится 25–30% всех технических потерь в энергосистемах. Полностью устранить эти потери невозможно. Но никогда ранее вопрос оптимизации данных затрат не стоял так остро. Дело в том, что потери неизбежны из-за преобразования электрической энергии в тепловую: часть ее расходуется на нагрев проводов (потери короткого замыкания), а часть – на перемагничивание (потери холостого хода). Устранить потери полностью невозможно. Но есть способ существенно снизить затраты на работу оборудования – применить экономичный трансформатор, основанный на применении современных технологий.

С целью выбора модели сухого трансформатора произведено сравнение трех компаний – производителей трансформаторов. Приоритетный критерий – надежность и энергосбережение.

1.Трансформатор производства ООО "ИТЭ-ИНЖИНИРИНГ". Среди реализованных проектов особое место занимают сложные объекты – электроподстанции мощностью до 12МВт, выполненные в условиях непрерывного электроснабжения действующего объекта. Все выполненные объекты отличает высокий профессионализм исполнения и использование новейших достижений в технологиях.

2. Сухие трансформаторы завода ЭМЗ (Электромашиностроительный завод), предназначены для преобразования электроэнергии одного напряжения в электроэнергию другого напряжения. Особенность

оборудования - возможность эксплуатации в умеренно холодных климатических условиях. Нормальная работа такого устройства возможна при поддержании температуры окружающей среды от +1 до +35С. Сухой трансформатор не предназначен для функционирования в условиях повышенной вибрации, а также в помещениях с сильной запыленностью, в агрессивных или взрывоопасных средах.

3.Сухие трансформаторы ТСЛА с аморфным сердечником используютсяна объектах, которые особо чувствительны к каждому киловатту электроэнергии, например, солнечные электростанции, удаленные от цивилизации автономные объекты и т.д. Ключевое преимущество данного оборудования заключается в многократной экономии электроэнергии вследствие низких потерь холостого хода (Р₀ или так называемых «потерь в железе»), которые в 8-12 раз меньше, чем у обычных сухих трансформаторов. Данное преимущество обеспечивается применением в магнитопроводе специальной, так называемой аморфной, стали, вместо обычной трансформаторной стали [8].

Полные потери мощности в двухобмоточном трансформаторе можно определить по следующей формуле:

                        (4.1)

где  – потери короткого замыкания.

Был произведен расчет нагрузок для того, чтобы определить фактическую загрузку трансформаторов. В свою очередь, загрузка трансформаторов необходима для расчета потерь активной мощности в трансформаторе. В таблице 4.3 произведено сравнение различных трансформаторов.

Таблица 4.3 Выбор трансформаторов 250 кВА для Т-1

	Pкз, кВт	Pхх, кВт	Uкз, %	Iхх, %		, кВт
1- ООО "ИТЭ-ИНЖИНИРИНГ	0,5	3	4	0,8	0,5	1,25
2 - Завод ЭМЗ	0,5	3	4	0,8	0,5	1,25
3 – ТСЛА с аморфным сердечником	0,23	2,76	4	1	0,5	0,92

Пример для ТСЛА:

кВт

Выбор в пользу ТСЛА 250 кВА. В таблице 4.4 приведены паспортные данные выбранного трансформатора.

Таблица 4.4 Паспортные данные выбранных ТСЛА 250 кВА

Выбор ОПН

Основные критерии выбора - класс напряжения сети, номинальный разрядный ток.

Условие выбора: 

                         (4.1)

В качестве примера произведен выбор ограничителя перенапряжения ОПНп-10/12/10/550. В таблице 4.5 показаны технические характеристики ОПНп.

ОПНп – Ограничитель Перенапряжений Нелинейный в полимерном корпусе.

10 –  Класс напряжения сети, кВ.

12 –  Наибольшее длительно допустимое рабочее напряжение Uнро, кВ.

10 –  Номинальный разрядный ток, кА.

550 –  Ток пропускной способности ОПН, А.

УХЛ1    –  Климатическое исполнение и категория размещения по ГОСТ 15150-69:

УХЛ – умеренный холодный климат,

1 – для эксплуатации на открытом воздухе, 2 – для эксплуатации внутри помещений. В обозначении ОПН допускается не указывать климатическое исполнение и категорию размещения.

Таблица 4.5 Технические характеристики ограничителя перенапряжения ОПНп-10/12/10/550

Выбор выключателя 6 кВ

Выбор производится с учетом следующих требований: В таблице 4.6 приведено сравнение различных выключателей.

Номинальный ток выбирается из условия:

Номинальный ток расцепителя выбирается из условия, А:

Номинальное напряжение выбирается из условия

Таблица 4.6 Сравнение типов выключателей

В качестве выключателя были выбраны вакуумные выключатели ВВТЭ-М-Р-10 производства «Росвакуум». Выключатель ВВТЭ-М-Р-10 устанавливается в шкафах комплектных распределительных устройств (КРУ и КСО), а также используется для замены маломасляных и электромагнитных выключателей [5, 6 ,7]. В таблице 4.7 приведены характеристики ВВТЭ-М-Р-10

Таблица 4.7 Технические характеристики выбранных ВВТЭ-М-Р-10

Выберем модель ВВТЭ-М-Р-10 с номинальным током 630А.

В нормальном режиме ток ввода №1 - 12,16А, второго - 12,25А, менее 630 А.

Проверка по аварийному режиму: при отключении одного ввода 24,41А, менее 630 А.

На основании приведенных расчетов выберем комплектное распределительное устройство типа КРУН-59 Завода Высоковольтного оборудования.Шкафа КРУН типа К-59по схеме соединений главных цепей 01 на номинальный ток 630 А, климатического исполнения ХЛ1, с внешней изоляцией категории Б по ГОСТ9920–75,выполненного по ТУ 3414-004-43229919–2005: К-59-01-630/31,5ЭХЛ1Б,ТУ 3414-004-43229919–2005;

Вывод по разделу 4

В данном разделе выполнен выбор силового оборудования: произведен выбор устройства компенсации реактивной мощности, выбор трансформатора ТСЛА, выбор ОПН, выбор вакуумного выключателя, комплектного распределительного устройства.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данной работе приведено описание ГРС «Березники» и показана однолинейная схема электроснабжения ГРС «Березники», а также произведен расчет электрических нагрузок и выполнена постановка задачи проектирования.

Далее выполнен расчет нагрузок двигателей и их выбор АИР 200L4 (5А 200L4)

Произведен расчет токов КЗ и проверка кабельной по невозгоранию. Выбрана кабельная продукция кабель ВВГ3×25мм²

Осуществленвыбор модели частного преобразователя. ШУ с ПЧ-45 N700E-450HF/550HFP 8145 После выбраны автоматические выключатели на различные номиналы тока. Для вводных выключателей выполнена проверка по аварийному режиму.

На следующем этапе выполнена установка силового оборудования: подобраны устройства компенсации реактивной мощности КРМ 0,4-50- У3-У1 модели «Хомов электро»., трансформаторы ТСЛА 250 кВА, ОПНп-10/12/10/550,  вакуумный выключатель ВВТЭ-М-Р-10, шкаф КРУН-59

В данной работе было достигнуто обеспечение конечных потребителей достаточным давлением газа и повышение надежности работы электрического оборудования на ГРС.