Задача № 2 Компенсация рм в электрической сети с резкопеременными нагрузками.

Исходные данные: секция шин 10 кВ является общей для преоб­разовательных агрегатов и общепромышленной нагрузки 10 и 0,4 кВ. Допустимый коэффициент реактивной мощности на шинах 10 кВ tg φдоп = 0,2 (cos=0,98;sin=0,2). Нагрузка вентильных преобразователей симметричная и спокойная (рис, 6.1). Суммарная номинальная мощность группы одно­типных вентильных преобразователей Snp,rp , MB-А. Среднее зна­чение напряжения КЗ трансформаторов группы преобразователей UK, %. Среднее значение коэффициента реактивной мощности преоб­разовательных агрегатов tgφсp. Необходимая мощность фильтров 10 кВ составляет Qфку = Qmax. Схема выпрямления шестифазная Кр=0. Данные для расчётов приведены в таблице 6.2 по вариантам.

Определить мощность фильтрующего устройства в узле сети с вентильными преобразователями

Таблица 6.2

Вариант	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Snp,rp, МВА	3	4	4,5	5	6	6,5	7	8	9	10
UK, %.	9,5	9	8	7,5	7	6,5	6	5,5	5	4,5
tgφсp	1,2	1,02	0,94	0,88	0,83	0,75	0,67	0,62	0,6	0,54
Qmax, Мвар	1,1	1,3	1,5	1,75	2	2,1	2,35	2,8	3	3,2

Ход расчёта.

1. Определяем значение коэффициента несинусоидальности:

,%

где x _пр- индуктивное сопротивление цепи преобразователя в относительных единицах

2. Определяем долю РМ, приходящейся на фильтры напряжением 10 кВ.

Не­обходимая мощность фильтров 10 кВ составляет

Q_фку =Q_в.к,квар.

3. Реактивная нагрузка группы преобразователей равна:

Q_пp,rp = S_пр.гр · cos φ_ср · tg φ_ср , Мвар.

4. Допустимое значение реактивной мощности преобразователей

Q _пp.rp = S _пр.гр· cos φ_доп · tg φ_доп , Мвар.

5.Значение РМ преобразователей, подлежащих ком­пенсации,

Q_кy = Q _пр,гр — Q _пр.доп ,Мвар.

6. Генерируемая мощность фильтров, необходимая для компенсации РМ всей нагрузки на шинах 10 кВ, равна:

Q _cp = Q _кy + Q _max, Мвар

где Qmax — реактивная мощность, генерируемая синхронными машинами

7. Допускается токи до 13-й гармоники вычислять по формуле

8. По суммарной генерируемой мощности фильтров и расчетным значениям токов гармоник выбираем типы фильтров из табл .6.3

9. Определяем суммарную реактивную мощность фильтров:

Q_∑ф = Q_ф5 + Q_ф7 + Q_ф11 + Q_ф13 , квар.

Таблица 6.3. Выбор фильтров высших гармоник

Тип фильтра	Генерируемая мощность, квар	Допустимый ток, А
Ф5-10-1200	1000	79
Ф5-10-1600	1350	105
Ф5-10-2400	2000	155
Ф5-10-4000	4000	170
Ф7-10-1200	965	79
Ф7-10-1600	1290	105
Ф7-10-2400	1930	70
Ф11-10-800	615	35
Ф11-10-1600	1250	105
Ф11-10-2400	1890	155
Ф13-10-800	625	52
Ф13-10-1600	1220	105
Ф13-10-2400	1845	155

Таблица 6.4

tgφ	cos φ	tgφ	cos φ
1,2	0,61	0,67	0,83
1,17	0,65	0,6	0,86
1,02	0,7	0,62	0,85
0,94	0,73	0,54	0,88
0,88	0,75	0,48	0,9
0,83	0,77	0,5	0,89
0,75	0,8

Пример 2.

Определить мощность фильтрующего устройства в узле сети с вентильными преобразователями.

Исходные данные: секция шин 10 кВ является общей для преоб­разовательных агрегатов и общепромышленной нагрузки 10 и 0,4 кВ.

Допустимый коэффициент реактивной мощности на шинах 10 кВ tg φдоп = 0,2 (cos=0,98;sin=0,2). Нагрузка вентильных преобразователей симметричная и спокойная (рис, 9.17). Суммарная номинальная мощность группы одно­типных вентильных преобразователей Snp,rp = 7,5 MB-А. Среднее зна­чение напряжения КЗ трансформаторов группы преобразователей UK=10 %. Среднее значение коэффициента реактивной мощности

преоб­разовательных агрегатов tgφсp=l(cos=0,71;sin=0,7 ).

Схема выпрямления шестифазная Кр=0.

Решение. Определяем значение Кнс

где x пр- индуктивное сопротивление цепи преобразоватнля в относительных единицах

=10% /100=0,1

Определяем долю РМ, приходящейся на фильтры напряжением 10 кВ.

Не­обходимая мощность фильтров 10 кВ составляет

Qфку =Qв,к=2200квар.

Реактивная нагрузка группы преобразователей равна:

Qпp,rp = Sпр.гр *cos φср* tg φср = 7,5·0,7·1 = 5,25 Мвар.

Допустимое значение реактивной мощности преобразователей

Qпp,rp = Sпр.гр *cos φдоп* tg φдоп = 7,5·0,98·0,2 = 1,47 Мвар.

Значение РМ преобразователей, подлежащих ком­пенсации,

Qкy = Qпр,гр — Qпр.доп = 5,25—1,47 = 3,78Мвар.

Генерируемая мощность фильтров, необходимая для компенсации РМ всей нагрузки на шинах 10 кВ, равна:

Q _cp = Q _кy + Q _max = 3,78+2,2=5,98 Мвар=6Мвар

где Q _max — реактивная мощность, генерируемая синхронными машинами

Допускается токи до 13-й гармоники вычислять по формуле

I₅ = 7,5·10⁶ / 1,73·10,5· 10³ ·5 =83 А(перевели МВА в ВА, кВ – в В);

I₇= 59А; I₁₁=37,5А; I₁₃ =32А

По суммарной генерируемой мощности фильтров (6 Мвар) и расчетным значениям токов гармоник выбираем типы фильтров 9.9).

Таблица 9.9. Выбор фильтров высших гармоник

Тип фильтра	Генерируемая мощность, квар	Допустимый ток, А
Ф-5-4000/10	4000	170
Ф-7-2400/10	1930	70
Ф-11-800/10	615	35

Суммарная реактивная мощность фильтров равна:

Q∑ф = 4000 + 1930 + 615 = 6545 квар.

Фильтр 13-й гармоники не устанавливаем, так как он имеет пере­компенсацию на 145 квар.