2.3 Компенсация реактивной мощности

Реактивная мощность – мощность, не связанная с полезной мощностью электроприемника и которая расходуется на создание электромагнитных полей в электродвигателях. При включении в сеть ток нагрузки Iн отстает от напряжения U на угол сдвига φ. Косинус этого угла называется коэффициентом мощности.

Определяем расчетный коэффициент активной мощности объекта cosφр, по формуле

(8)

где Рр - Расчетная максимальная активная мощность, кВт;

Sр - Расчетная максимальная реактивная мощность, кВА.

Cos£р=81,42/129,01=0,63

И сравниваем его с нормативным значение cosφн=0,92÷0,95 нормативное значение cosφ задается энергоснабжающей организацией.

Определяем реактивную мощность ∆Qку, кВАр, по формуле

∆Qку = Рсм( tgφр – tgφн) (9)

где Рсм - Мощность средняя за максимально загруженную смену, кВт;

tgφр – коэффициент реактивной расчётной мощности;

tgφн – коэффициент реактивной номинальной мощности.

∆Qку = 58,82x(1,23– 0,42)=47,64

Определяем число компенсирующих устройств:

На предприятии 40 ЭП – 2ой и 3тей категории, следовательно, выбираем кратное этому числу 2 конденсаторные батареи марки – УК-0,38-50УЗ:

Вывод: необходимо взять 2 конденсаторные батареи мощностью 50 кВАр.

2.4 Расчет и выбор силовых трансформаторов

Категория ЭП на объекте 2 и 3, выбираем число силовых трансформаторов по наиболее ответственной категории (2)- для бесперебойной работы предприятия необходимо как минимум 2 силовых трансформатора.

Технико-экономическое сравнение

Мощность силовых трансформаторов выбирается по полной мощности средней за максимально загруженную смену с учетом компенсации реактивной мощности по формуле:

(10)

где - активная средняя мощность за максимально загруженную смену кВт

Qсм – реактивная средняя мощность за максимально загруженную смену кВАр

- сумма номинальной реактивной мощности выбранных конденсаторных батарей; кВАр

Определяем расчетную мощность одного трансформатора по формуле:

(11)

где - мощность силового трансформатора; кВА

- число силовых трансформаторов; шт

- ближайшее большее значение номинальной мощности силового трансформатора; кВА

По справочнику выбираем два трансформатора, для их сравнения и выбора более подходящего:

1) ТМ-63/10

2) ТМ-100/10

Таблица 4 – Паспортные данные трансформаторов.

Тип	Верхний предел номинального напряжения обмоток, кВ		Потери, кВт		Напряжение короткого замыкания Uкз% от номинального	Ток холостого хода Iхх% от номинального	Цена, руб
	ВН	НН	холостого хода ∆Рхх	короткого замыкания ∆Ркз
ТМ-63/10	10	0,4	0,265	1,28	4,5	2,8	64700
ТМ-100/10	10	0,4	0,365	1,97	4,5	2,6	88000

Определяем коэффициент загрузки силового трансформатора в нагрузке по формуле:

(12)

где - мощность силового трансформатора; кВА

- число силовых трансформаторов; шт

- ближайшее большее значение номинальной мощности силового трансформатора; кВА

1)

2)

Определяем коэффициент загрузки трансформатора в аварийном режиме, Кзав, по формуле

(13)

где Scc - мощность силового трансформатора, кВА;

- число силовых трансформаторов, шт;

- ближайшее большее значение номинальной мощности силового трансформатора; кВА

1)

2)

Определение потерь мощности в силовых трансформаторах:

Определяем потери реактивной мощности при холостом ходе трансформатора по формуле:

(14)

где - ближайшее большее значение номинальной мощности силового трансформатора; кВА

- ток холостого хода трансформатора

1)

2)

Определяем потери реактивной мощности при коротком замыкании по формуле:

(15)

где - ближайшее большее значение номинальной мощности силового трансформатора; кВА

- потери напряжения при коротком замыкании

Определяем приведенные потери активной мощности при коротком замыкании по формуле:

(16)

где - коэффициент эквивалентных потерь, ,

- напряжение короткого замыкания; кВт

- потери реактивной мощности при коротком замыкании; кВАр

1)

2)

Определяем приведенные потери активной мощности при холостом ходе трансформатора по формуле:

(17)

где - потери холостого хода; кВт

- коэффициент эквивалентных потерь

- потери реактивной мощности при холостом ходе; кВАр

Определяем приведенные потери активной мощности в трансформаторе по формуле:

(18)

где - приведенные потери активной мощности при холостом ходе; кВт

- коэффициент загрузки силового трансформатора в нагрузке

- приведенные потери активной мощности при коротком замыкании; кВт

- число силовых трансформаторов; шт

Экономический расчет

Определяем полные затраты на приобретение и эксплуатацию трансформаторов по формуле:

(19)

где Рн=0,15 – нормативный коэффициент эффективности внедрения новой техники

К - капитальные затраты на приобретении трансформаторов; руб

И – эксплуатационные издержки; руб

Капитальные затраты на приобретение трансформаторов определяются по формуле:

(20)

где Нт – число трансформаторов; шт

Ц – стоимость трансформатора; руб

Эксплуатационные издержки определяем по формуле:

(21)

где Иа – издержки на армотизацию; руб

Ин э/э – издержки на потерянную электроэнергию; руб

Издержки на армотизацию определяются по формуле:

(22)

где Na – норма армотизации Na=6,3%

К – капитальные затраты на приобретение трансформаторов; руб

Издержки на потерянную электроэнергию определяем по формуле:

(23)

где Р’т – приведенные потери активной мощности; кВт

Тгод – количество рабочих часов за год =4064 ч

Со – себестоимость 1кВт/ч для предприятия=2,73; руб

Таблица 4 - Технико-экономическое сравнение

Количество, тип, мощность силового трансформатора	Коэффициент загрузки силового трансформатора, Кз	Коэффициент загрузки силового трансформатора в аварийном режиме, Кз ав	Приведенные потери активной мощности в трансформаторе, ∆Р'т, кВт	Издержки на армотизацию, Иа, руб	Издержки на потерянную электроэнергию, Ин э/э, руб	Капитальные затраты на приобретение, К, руб	Полные затраты на приобретение и эксплуатацию трансформаторов, З, руб
ТП 63/10	0,82	1,6	16,18	4076,71	179512,56	129400	202998,6
ТП 100/10	0,51	1,037	15	5544	166420,8	176000	198364,8

На основании технико-экономических данных выбираем ТП 100/10