Расчёт параметров и выбор компенсирующих устройств

Доля технологических потерь электроэнергии в распределительных электрических сетях напряжением 6-10 кВ в среднем составляет 8-12% от величины электроэнергии, отпущенной в сеть данного напряжения. Величина потерь электроэнергии определяется параметрами электрической схемы, конструкцией сетей и режимом нагрузки. Как показали расчеты для реальных сетей 10 кВ, потери электроэнергии существенно зависят от величины реактивной мощности, передаваемой потребителям по элементам сети. Например, при изменении коэффициента мощности (tg φ) от 0,5 до 0,8 потери электроэнергии увеличиваются примерно на 20%.

Анализ показаний счетчиков активной и реактивной электроэнергии показал, что значения коэффициентов мощности на шинах 10 кВ источников питания и на подстанциях 35-110/10 кВ изменяются в процессе эксплуатации и достигают значений 0,77-0,85. То есть, потери электроэнергии при передаче реактивной мощности становятся существенными.

Согласно ГОСТ 13109.97, а также Федеральному закону № 261-ФЗ «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации» от 23.11.2009 г., предприятиям предписано принимать меры для сокращения потерь электроэнергии и повышения коэффициента мощности. В частности, для сетей напряжением 110 кВ установлен предельно допустимый коэффициент реактивной мощности tgφ_пр.=0,5, для напряжения 6(10) кВ tgφ_пр.=0,4. Для компенсации потребляемой реактивной мощности могут быть использованы батареи статических конденсаторов (БСК).

БСК подключаются автоматически при повышении потребления реактивной мощности, остальное время они не подключены. Требуемый косинус устанавливается на блоке управления. Регулирование может производиться плавно или ступенчато.

Среди потребителей электроэнергии подстанции №207 нет электродвигателей большой единичной мощности (порядка нескольких МВт), поэтому индивидуальная компенсация может не производиться. Принимаем централизованную компенсацию на стороне 6 кВ.

На подстанции №207 в КРУ-6 кВ установлены нерегулируемые БСК: 900 квар на секции шин №1 и 450 квар на секции шин №2. Как видно по графику потребления электроэнергии и графику изменения коэффициента реактивной мощности (рис. 1.1, 1.2), в некоторые периоды работы наблюдается повышенное потребление реактивной мощности, при этом коэффициент реактивной мощности tgφ достигает значения 0,857 (табл. 1.7). Согласно расчётам, коэффициент реактивной мощности в данной системе при некоторых условиях может превысить значение tgφ=1.

Пропорционально нагрузке на секциях шин, определим недостающую реактивную мощность:

- секция шин №1: Р_Σ=2325 кВт, для достижения tgφ=0,4 требуется компенсирующее устройство мощностью 930 квар;

- секция шин №1: Р_Σ=1570 кВт, для достижения tgφ=0,4 требуется компенсирующее устройство мощностью 628 квар.

Расчёт показывает, что установленные компенсирующие устройства не обеспечивают требуемый уровень компенсации реактивной мощности.

С учётом полученных данных, выбираем компенсирующие устройства взамен установленных:

- секция шин №1: ступенчато регулируемая БСК мощностью 700 квар типа  УКМ 58 (регулируемые контакторные конденсаторные установки для медленно меняющейся нагрузки 1 раз в 2-3 минуты) или подобные;

- секция шин №2: ступенчато регулируемая БСК мощностью 950 квар типа  УКМ 58 (регулируемые контакторные конденсаторные установки для медленно меняющейся нагрузки 1 раз в 2-3 минуты) или подобные.