Размещение компенсирующих устройств в электрических сетях.

После определения оптимального значения мощности КУ решается вопрос об их размещении в электрических сетях промышленного предприятия. Рациональное размещение КУ зависит от соотношения мощностей СД и АД, установленных в сетях 6-10 кВ. Наибольший эффект достигается при установке КУ вблизи ЭП с наибольшим потреблением реактивной мощности, так как это приводит к максимальному снижению потерь мощности и электроэнергии.

В электрических сетях напряжением до 1 кВ наибольшее распространение в качестве средств компенсации реактивной мощности имеют батареи статических конденсаторов (КБ). Нерегулируемые КБ мощностью не менее 30 квар устанавливаются, как правило, в цехах у силовых шкафов или присоединяются к магистральному шинопроводу (групповая компенсация). Индивидуальная компенсация с помощью КБ целесообразна лишь у крупных ЭП 0,4-0,69 кВ с относительно низким коэффициентом мощности и большим числом часов работы в году.

Установка КБ напряжением до 1 кВ в помещении ТП или на головном участке магистрального шинопровода ТП является централизованной компенсацией и допускается только в тех случаях, когда установка КБ в цехе невозможна по условиям пожаро - и взрывоопасности цеха.

Места установки регулируемых КБ в сетях напряжением до 1 кВ определяют с учётом требований энергосистемы, предъявляемых к регулированию напряжения в сетях. Число и мощность ступеней регулирования следует определять на основании существующего графика нагрузок промышленного предприятия.

При размещении цеховых групповых КУ напряжением до 1 кВ следует, стремится к тому, чтобы их мощность по возможности определялась реактивными нагрузками силовых РШ или шинопроводов, к которым эти КУ присоединяются.

Рассмотрим размещение КБ в сетях напряжением до 1 кВ при отсутствии в этих сетях СД. Распределение мощностей КБ в таких сетях зависит от структуры сети - радиальная (рис. 7, а) или магистральная (рис. 7, б). В радиальной сети от шин 0,4-0,69 кВ ТП отходят п радиальных линий, питающих п силовых шкафов с реактивными расчётными нагрузками . Распределение мощностей КБ, квар, в такой сети производится по формуле

                                        (27)

где -искомая мощность КБ в данном узле подключения, квар; -суммарная распределяемая мощность КБ, полученная в результате технико-экономического расчёта, квар; -сопротивление радиальной линии длинной , сечением , питающей узел присоединения нагрузок, Ом; -эквивалентное сопротивление сети напряжением до 1 кВ, Ом, определяемое по формуле:

                                      (28)

где -сопротивление участков радиальной сети, Ом.

Определение местоположения КБ для компенсации реактивной мощности рассмотрим в примерах 2, 3.

Пример 2 Схема питания нагрузок 0,4 кВ показана на (рис. 8). Реактивные мощности шкафов Суммарная мощность КБ на стороне 0,4 кВ .Из сети 10 кВ передаётся компенсирующая реактивная мощность . Требуется правильно разместить КУ между силовыми шкафами (на рис. 8 и 9 r -в Омах; Q -в киловольт-амперах).

Решение. Определяем эквивалентное сопротивление сети по (28):

,

тогда вся реактивная мощность , передаваемая из сети 10 кВ, распределяется между РШ1-РШ4 по (27):

Расчётная мощность КБ, устанавливаемых около шкафов РШ1-РШ4,

Номинальные мощности ККУ типа УКБН-0,38 принимаем по (табл. 1). Ближайшие к расчётным значениям мощности будут: 100, 150, 200 и 450 квар. С учётом этих значений применяем стандартные значения мощности:  Шкафы ККУ устанавливаются рядом с распределительными шкафами РШ1-РШ4. Суммарная мощность КБ

,

т.е. несколько больше расчетного (заданного) значения 700 квар. Следовательно, мощность КУ между силовыми шкафами размещена правильно.

На (рис. 7,б) показана схема распределения КУ в магистральной сети с ответвлениями большой длинны. Нагрузки и КУ присоединяются к ответвлениям от магистрального шинопровода 0,4 кВ. В этом случае размещение КБ производится с учётом сопротивлений ответвлений. Эквивалентное сопротивление сети для каждой точки ответвления определяется с конца шинопровода, Ом,

.                                    (29)

Пример 3 Схема питания нагрузок 0,4 кВ, значения расчётных реактивных мощностей, сопротивления ответвлений от шинопровода и сопротивления участков шинопровода показана на (рис. 9). Суммарная расчётная мощность КБ на стороне 0,4 кВ . Из сети 6 кВ передаётся реактивная мощность . Определить оптимальные значение мощности КБ, присоединяемых к силовым шкафам РШ1-РШ4.

Решение Определяем сначала эквивалентные сопротивления сети для всех четырёх ответвлений с конца магистрального шинопровода. Для ответвления от точки 3, для которой  и , по (29) определяем:

Для ответвления от точки 2, для которой  и :

Аналогично для ответвления от точки 1:

Определяем по (5.27) реактивную мощность, передаваемую со стороны 6 кВ по ответвлению 1 на шкаф РШ1:

тогда для полной компенсации на стороне 0,4 кВ мощность КБ в узле шкафа РШ1

По (табл. 1) выбираем ККУ типа УКБН-0,38 со стандартной мощностью . В этом случае в ответвление 1 будет передаваться мощность:  а не 91 квар и на участке токопровода 1-2 мощность будет равна:

Реактивная мощность, передаваемая в ответвление 2,

Мощность КБ для шкафа РШ2

Примем . На участке 2-3 передаётся реактивная мощность:

и в ответвлении 3:

Реактивная мощность КБ в точке подключения шкафа РШ3

Принимаем по (табл. 1) ККУ типа УКБН-0,38 со стандартной мощностью

тогда в ответвление 3 будет передаваться мощность:

На участке токопровода 3-4,  следовательно,  Для её компенсации выбираем конденсаторную батарею

Таким образом, суммарная мощность всех КБ определяется:

т.е. примерно равна заданной мощности

Следовательно, к силовым шкафам РШ1-РШ4 присоединены оптимальные мощности КБ.