4. Выбор мощности компенсирующих устройств

В общем случае определение мощности компенсирующих устройств можно считать оптимизационной задачей; цель - нахождение реактивной мощности устройства, соответствующей минимуму суммарных затрат:

З = З_п + З_к

где З_п - затраты, обусловленные активными потерями, связанными с потока­ми активных и реактивных мощностей; З_к - затраты на компенсирующие устройства.

При использовании БК принимают

З_к = З_кQ_k,

где З_к - удельные затраты на БК, долл./квар в год; Q_k - реактивная мощность компенсирующего устройства.

Для случая установки БК на подстанции целевая функция

(16.30)

где – начальная нескомпенсированная реактивная нагрузка подстанции; – удельная стоимость активных потерь; R – эквивалентное активное сопротивление сети; – реактивная мощность, протекающая в сети после установки БК. Уравнение для определения мощности (назовем ее эквивалентной или остаточной):

откуда

Для простоты расчета не были учтены влияния Q_k и Q₃ на U, так как .

Полученное решение может быть проиллюстрировано с помощью кри­вых рис. 16.7.

Рис. 16.7. Определение оптимальных значений потребляемой Q

Электроприемники напряжением до 1 кВ – значительные потребители реактивной мощности, следовательно, средства компенсации, в частности конденсаторы, по возможности, следует устанавливать в той же сети.

Поэтому выбор средств компенсации реактивной мощности от электроприемников до 1 кВ следует рассматривать одновременно с определением числа и мощности трансформаторов, числа и пропускной способности питающих линий.

Суммарную расчетную мощность конденсаторных батарей низшего напряжения (НБК), устанавливаемых в цеховой сети, рассчитывают по минимуму приведенных затрат в два этапа:

1) определение мощности НБК исходя из пропускной способности трансформатора;

2) определение дополнительной мощности НБК в целях оптимального снижения потерь в трансформаторах и в сети напряжением 6–10 кВ предприятия.

Суммарная расчетная мощность Q_н.к НБК:

Q_н.к = Q_н.к.1 + Q_н.к.2, (16.33)

где Q_н.к.1 и Q_н.к.2 - суммарные мощности НБК, определяемые на двух указан­ных этапах расчета;

Q_н.к1 = Q_р – Q_maxт (16.34)

где Q_р - расчетная реактивная мощность за наиболее загруженную смену на напряжение до 1 кВ; Q_maxт - наибольшая реактивная мощность, которую це­лесообразно передать через трансформаторы в сеть напряжением до 1 кВ,

(16.35)

где N число трансформаторов; - рекомендуемый коэффициент загрузки трансформатора; Sном . т - номинальная мощность трансформатора; - рас­четная активная мощность технологически связанных нагрузок за наиболее загруженную смену.

Номинальная мощность трансформатора

(16.36)

Если в расчетах оказывается, что Q_н.к.1 < 0, то установка батарей кон­денсаторов при выборе оптимального числа трансформаторов не требуется (принимается Q_н.к.1 = 0).

Дополнительная мощность Q_н.к.2 НБК для данной группы трансформа­торов определяется по формуле

(16.37)

где - расчетный коэффициент, определяемый в зависимости от схемы пи­тающей сети и расчетных коэффициентов, зависящих, в свою очередь, от удельных приведенных затрат на установку батарей конденсаторов низшего и высшего напряжений, потерь активной мощности, параметров питающей линии и номинальной мощности трансформатора.

Если в расчетах оказывается, что Q_н.к.2 < 0, то установка батарей конден­саторов при определении дополнительной мощности с целью снижения потерь в трансформаторах и питающей сети не требуется (принимается Q_н.к.2 = 0).

Реактивная мощность, найденная по (16.33), распределяется между трансформаторами цеха пропорционально их реактивным нагрузкам.