II. Технико-экономическое обоснование выбора компенсирующих устройств в системе электроснабжения вагоноремонтного завода

1. Выбор схемы электроснабжения предприятия для определения реактивной мощности, подлежащей компенсации

 

Основной задачей компенсации реактивной мощности является снижение потерь активной мощности и регулирование напряжения. Эту задачу целесообразно рассматривать как с технической, так и с экономической точек зрения. Экономическая сторона этого вопроса заключается в том, что необходимо минимизировать сумму капитальных вложений и эксплуатационных затрат компенсационного оборудования. С технической точки зрения необходимо подобрать необходимое оборудование и выбрать наиболее оптимальное место его размещения. С точки зрения экономии электроэнергии и регулирования напряжения компенсацию реактивной мощности наиболее целесообразно осуществлять в месте возникновения ее дефицита.

Рис. 8 Схема компенсации реактивной мощности

Определяем - наибольшее значение реактивной мощности, передаваемой из сети ЭС в сеть промышленного предприятия в режиме наибольших активных нагрузок энергосистемы:

, где

- суммарная расчетная активная мощность, отнесенная к шинам ГПП 6 кВ

- расчётный коэффициент, соответствующий средним условиям передачи реактивной мощности по сети системы к потребителям с учётом различных затрат на потери мощности и электроэнергии; для предприятий, расположенных в Сибири при напряжении питающей линии 110 кВт  [7]

2. Составление баланса реактивной мощности и выбор двух вариантов ее компенсации

 

Реактивную мощность, вырабатываемую синхронным двигателем, можно принять равной:

, где

- номинальная активная мощность синхронного двигателя

Мощность, которую можно передать из сети 6 кВ в сеть 0,4 кВ:

Далее рассмотрим два варианта схем компенсации реактивной мощности:

1. Схема, содержащая 9 трансформаторов (которые выбраны ранее)

2. Схема с увеличенным числом трансформаторов

Наибольшая реактивная мощность, которая может быть передана через трансформаторы в сеть 0,4 кВ:

, где

– номинальная мощность трансформаторов

– коэффициент загрузки трансформатора, принимаемый 0,7÷0,8

– количество трансформаторов

Вариант 1:

Наибольшая реактивная мощность, которая может быть передана через 9 трансформаторов в сеть 0,4 кВ:

Величина реактивной мощности, которую необходимо скомпенсировать:

Принимаем конденсаторные батареи марки УКБ-0,38-200У3 в количестве 11 шт., общей мощностью 2200 кВАр.

Вариант 2:

Увеличиваем количество трансформаторов до 10 шт.

Наибольшая реактивная мощность, которая может быть передана через 10 трансформаторов в сеть 0,4 кВ:

Величина реактивной мощности, которую необходимо скомпенсировать:

Принимаем конденсаторные батареи марки УКБ-0,38-150У3 в количестве 6 шт., общей мощностью 900 кВАр.

3. Технико-экономическое сравнение вариантов

Удельные затраты для синхронного двигателя, используемого в качестве ИРМ:

· удельные затраты на 1 кВАр реактивной мощности:

, где

- стоимость потерь активной мощности (для Томска )

- число однотипных СД

- реактивная мощность, генерируемая СД до присоединения к сети проектируемого предприятия, т.к. СД вводится вновь, то

, - расчетные величины, зависящие от параметров двигателя. Для двигателя марки СДН ,  [8]

· удельные затраты на 1 кВАр² реактивной мощности:

Удельные затраты на установку БК в сети 0,4 кВ:

, где

- постоянная составляющая затрат для КБ, принимаемая

- нормативный коэффициент кап. вложений

- мощность КБ

- удельные потери активной мощности в КБ [1]

- напряжение КБ; т.к. КБ, присоединяемые к сети 0,4 кВ, выполняются на номинальное напряжение сети (т.е. на 0,4 кВ), то

Вариант 1:

- удельные затраты на установку КБ марки УКБ-0,38-200У3 [1]

Вариант 2:

- удельные затраты на установку КБ марки УКБ-0,38-150У3 [1]

Полные затраты по вариантам:

Вариант 1:

Вариант 2:

, где

- стоимость трансформатора мощностью S_ном=630 кВА наружной установки [8]

Так как , то оптимальным вариантом компенсации реактивной мощности является вариант 1 установки 9 трансформаторов и конденсаторных батарей, марки УКБ-0,38-200У3 в количестве 11 шт., общей мощностью 2200 кВАр.