Компесацiя реактивноi потужностi

МІНІСТЕРСТВО  ОСВІТИ, НАУКИ, МОЛОДІ ТА СПОРТУ УКРАЇНИ

НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ  “ЛЬВІВСЬКА ПОЛІТЕХНІКА”

ІЕСК

Кафедра ЕСМ

 

 

 

 

 

 

 

КУРСОВА РОБОТА

на тему

КОМПЕСАЦІЯ РЕАКТИВНОЇ ПОТУЖНОСТІ

 

 

 

 

 

 

 

Виконав:

студент групи  ЕСМ-41

Геніс П.П.

Прийняв:

Козовий А.Б.

 

 

 

ЛЬВІВ 2012

Зміст

 

  Вступ .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   2

Завдання курсової роботи .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .  3

1. – Визначення параметрів повітряних ліній .   .   .   .   .   .   .   .   .  4

2. – Вибір потужністі  трансформаторів районної підстанції .   .   .   .   4

3. – Добові графіки навантаження  підстанцій .   .   .   .   .   .   .   .   .  6

4. – Добові графіки сумарного навантаження .   .   .   .   .   .   .   .   .  6

5. – Річний графік  за тривалістю S(t) .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .    12

6. – Визначення координат режимів системи  .   .   .   .   .   .   .   .   15

7. – Вибір конденсаторних установок    .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   . 18   

8. – Визначення координат режимів системи з БСК    .   .   .   .   .   . 19

9. – Визначення оптимального  часу роботи БСК .   .   .   .   .   .   .    22

Висновки  .   .   .   .   .   .   .   .   .  .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .    24

Література    .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .     25

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вступ

Асинхронні електродвигуни, флуоресцентні лампи, індукційні печі, силові, зварювальні і інші спеціальні трансформатори, зварювальні автомати для дугового зварювання на змінному струмі або зварювання контактним опором, котушки контакторів і реле, лінії електропередач споживають разом з активною і реактивну потужність. Реактивна потужність затрачається на створення змінних електромагнітних полів. Як відомо, чим більша реактивна потужність при постійній активній, тим нижче коефіцієнт потужності. При зниженні коефіцієнта потужності споживачів (при незмінній активній потужності) внаслідок зростання реактивного струму збільшуються втрати електроенергії в мережах, трансформаторах і генераторах. При значному зниженні значення коефіцієнта потужності трансформатори та генератори виявляються настільки завантаженими реактивними струмами, що подальше отримання від них активної потужності стає нереальним. Крім того, при зниженні коефіцієнта потужності збільшуються і втрати напруги в мережах і практично всі показники якості електроенергії за напругою залежать від обсягів споживання реактивної потужності промисловими установками.

Основними споживачами  реактивної потужності на промислових  підприємствах є: асинхронні двигуни - 45-65%;  електропечі - 8%; напівпровідникові перетворювачі та повітряні електричні лінії – 10%; трансформатори всіх ступенів трансформації – 20-25%.

Компенсація реактивної потужності за допомогою встановлення БСК на шинах підстанцій першочергово призначена для забезпечення відповідної якості електроенергії за рівнем напруги, а також для зменшення втрат потужності в елементах мережі.

 

 

 

 

 Завдання курсової роботи

У відповідності до даних варіанту завдання, для наведеної нижче (рисунок 1) схеми електричної мережі:

1. – Визначити параметри повітряних ліній;

2. – Вибрати потужність трансформаторів районної підстанції (РП)

та визначити їх параметри;

3. – Для кожної з підстанцій побудувати добові графіки навантаження

P(t) і Q(t) для зимового та літнього в і менованих одиницях;

4. – Побудувати добові графіки сумарного навантаження для

зимового та літнього періодів в іменованх одиницях;

5. – Побудувати річний графік за тривалістю S(t), здійснити його

апроксимацію та визначити його показники;

6. – Визначити координати максимального та мінімального режимів

для мережі традиційним методом;

7. – На основі аналізу результатів розрахунку прийняти рішення

стосовно оптимізації режиму за критерієм закупівлі з мережі

110 кВ лише активної  потужності шляхом встановлення  БСК на

шинах ВН ПС 35 кВ;

8. – Визначити координати максимального та мінімального режимів

для мережі з БСК традиційним методом;

9. – Побудувати апроксимовані графіки за тривалістю для мережі

з БСК та без та визначити оптимальний час роботи БСК;

Рисунок 1 – схема електричної мережі

1. Визначення параметрів повітряних ліній

Розрахунок параметрів ліній виконуємо за наступними формулами:

                                          

Де R_0i, Х_0і, B_0і відповідно погонні параметри проводів і-ї лінії, L_і – її довжина в кілометрах. Результати розрахунків наведені в таблиці 1.

 

Таблиця 1 – параметри  ЛЕП

№ ЛЕП	L, км	марка проводу	R0, Ом/100км	X0, Ом/100км	B0, мкСм/100км	R, Ом	X, Ом	B, мкСм
1	6	AC150	19,8	40,6	-	1,19	2,44	-
2	6	AC185	16,2	41,3	-	0,97	2,48	-
3	9	AC120	24,9	41,4	-	2,24	3,73	-
4	9	AC95	30,6	42,2	-	2,75	3,80	-
5	11	AC95	30,6	42,2	-	3,36	4,64	-
6	14	AC185	16,2	41,3	-	2,27	5,78	-
7	12	AC150	19,8	42	0,27	2,38	5,04	40,5

 

 

2. Вибір трансформаторів  районної ПС

Вихідні дані для вибору трансформаторів  наведені в таблиці 2, P_{mах і} – максимальна потужність навантаження підстанції в мегаватах.

 

ПС	Pmахі, МВТ	Тип споживача
1	4	№ 6
2	4	№ 7
3	4	№ 8
4	2	№ 9
5	4	№ 10

 Таблиця 2 – потужності ПС

= 4+4+4+2+4 =18 МВТ;     

           P_т ≥ 0,7·P_∑ = 12,6 МВТ;

   Вибираємо трансформатори типу:

                 ТДН 16000/110

    

U_вн = 115 кВ;      U_сн = 34,5 кВ;  U_нн = 11 кВ;

X_вн = 225,7 Ом;      X_cн = 0 Ом;  X_нн = 131,2 Ом;

R_вн = R_сн = R_нн = 5 Ом;    G_т = 1,74 мкСм; B_т = 12,1 мкСм; 

S_т = 16 МВТ; 

 

 

 

Таблиця 3 – характеристики типів навантажень у відносних одиницях (відсотках)

N6	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17	18	19	20	21	22	23
P,%	97	90	90	90	97	97	97	100	100	95	92	92	92	95	100	100	92	92	90	90	92	92	92	92
Q,%	94	94	94	97	97	97	97	100	100	97	95	95	92	100	100	100	95	95	92	92	95	95	95	95
N7	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17	18	19	20	21	22	23
P,%	77	77	60	78	85	81	85	90	80	79	95	90	100	89	100	100	79	89	97	98	77	99	90	82
Q,%	89	89	83	90	95	90	94	99	94	90	99	97	100	96	100	100	89	96	99	99	86	94	90	86
N8	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17	18	19	20	21	22	23
P,%	35	35	35	35	35	35	80	100	100	100	96	80	50	70	90	85	76	80	90	85	100	95	65	54
Q,%	57	57	57	57	57	57	84	100	100	100	96	80	70	84	95	92	90	92	98	92	100	95	80	72
N9	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17	18	19	20	21	22	23
P,%	48	48	48	48	48	80	82	90	100	89	80	80	89	100	100	89	75	57	77	77	77	77	70	70
Q,%	64	46	46	49	49	88	94	100	100	94	49	89	94	94	100	94	84	84	86	86	86	82	82	82
N,10	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17	18	19	20	21	22	23
P%	74	60	48	48	40	49	42	80	89	97	84	78	80	90	96	80	62	74	76	76	74	76	82	74
Q%	80	80	70	70	62	70	68	89	95	97	89	87	89	95	96	88	62	82	86	86	82	86	90	86

 

 

 

3. Добові графіки навантаження підстанцій

Для побудови добових  графіків в іменованих одиницях, необхідно  визначити для кожного відрізку часу (одна година) реальне значення потужності в мегаватах (мегаварах) через їх відсоткове значення  від  максимальної потужності навантаження ПС.

 

Для зимових діб (162): 

P_i = P_i[%]·P_мaxi[МВТ] ; Q_i = Q_i[%]·Q_мaxi[МВАр];

Для літніх діб (203): 

P_i = P_i[%]·P_мaxi[МВТ]·k_н; Q_i = Q_i[%]·Q_мaxi[МВАр]·k_н;

k_н = 0,651;

В розрахунках прийнято Q_мaxi = P_мaxi тобто для навантаження tg(φ)=1.

Відсоткові значення потужностей для кожного типу навантаження наведені в таблиці 3, а максимальні навантаження та тип навантаження для кожної підстанції в міні-таблиці 2.

Числові значення для побудови графіків наведені в таблиці 4 – для зимових  днів та в таблиці 5 – для літніх. Графіки для зимових днів наведені на рисунку 2, а для літніх на рисунку 3.

 

4. Добові графікі сумарного навантаження

Для побудови добових  графіків сумарного навантаження необхідно для кожного відрізку часу (одна година) визначити суму потужностей навантаження всіх підстанцій для цього відрізку часу.

 

Для зимових та літніх діб окремо: 

P_i = P_пс1i+ P_пс2i+ P_пс3i+ P_пс4i+ P_пс5i;    Q_i = Q_пс1i+ Q_пс2i+ Q_пс3i+ Q_пс4i+ Q_пс5i;

Числові значення для  побудови графіків наведені в таблиці 6 – для зимових днів та в таблиці 7 – для літніх. Графіки повного навантаження для зимових та літніх днів наведені на рисунку 4.

 

 

 

 

 

 

Таблиця 4 – числові  значення для побудови добових грфіків  навантаження ПС для зимових діб

ПС1	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17	18	19	20	21	22	23
P	3,88	3,6	3,6	3,6	3,88	3,88	3,88	4	4	3,8	3,68	3,68	3,68	3,8	4	4	3,68	3,68	3,6	3,6	3,68	3,68	3,68	3,68
Q	3,76	3,76	3,76	3,88	3,88	3,88	3,88	4	4	3,88	3,8	3,8	3,68	4	4	4	3,8	3,8	3,68	3,68	3,8	3,8	3,8	3,8
ПС2	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17	18	19	20	21	22	23
P	3,08	3,08	2,4	3,12	3,4	3,24	3,4	3,6	3,2	3,16	3,8	3,6	4	3,56	4	4	3,16	3,56	3,88	3,92	3,08	3,96	3,6	3,28
Q	3,56	3,56	3,32	3,6	3,8	3,6	3,76	3,96	3,76	3,6	3,96	3,88	4	3,84	4	4	3,56	3,84	3,96	3,96	3,44	3,76	3,6	3,44
ПС3	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17	18	19	20	21	22	23
P	1,4	1,4	1,4	1,4	1,4	1,4	3,2	4	4	4	3,84	3,2	2	2,8	3,6	3,4	3,04	3,2	3,6	3,4	4	3,8	2,6	2,16
Q	2,28	2,28	2,28	2,28	2,28	2,28	3,36	4	4	4	3,84	3,2	2,8	3,36	3,8	3,68	3,6	3,68	3,92	3,68	4	3,8	3,2	2,88
ПС4	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17	18	19	20	21	22	23
P	0,96	0,96	0,96	0,96	0,96	1,6	1,64	1,8	2	1,78	1,6	1,6	1,78	2	2	1,78	1,5	1,14	1,54	1,54	1,54	1,54	1,4	1,4
Q	1,28	0,92	0,92	0,98	0,98	1,76	1,88	2	2	1,88	0,98	1,78	1,88	1,88	2	1,88	1,68	1,68	1,72	1,72	1,72	1,64	1,64	1,64
ПС5	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17	18	19	20	21	22	23
P	2,96	2,4	1,92	1,92	1,6	1,96	1,68	3,2	3,56	3,88	3,36	3,12	3,2	3,6	3,84	3,2	2,48	2,96	3,04	3,04	2,96	3,04	3,28	2,96
Q	3,2	3,2	2,8	2,8	2,48	2,8	2,72	3,56	3,8	3,88	3,56	3,48	3,56	3,8	3,84	3,52	2,48	3,28	3,44	3,44	3,28	3,44	3,6	3,44

 

 

 

 

Таблиця 5 – числові  значення для побудови добових грфіків  навантаження ПС для літніх діб

ПС1	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17	18	19	20	21	22	23
P	2,53	2,34	2,34	2,34	2,53	2,53	2,53	2,6	2,6	2,47	2,4	2,4	2,4	2,47	2,6	2,6	2,4	2,4	2,34	2,34	2,4	2,4	2,4	2,4
Q	2,45	2,45	2,45	2,53	2,53	2,53	2,53	2,6	2,6	2,53	2,47	2,47	2,4	2,6	2,6	2,6	2,47	2,47	2,4	2,4	2,47	2,47	2,47	2,47
ПС2	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17	18	19	20	21	22	23
P	2,01	2,01	1,56	2,03	2,21	2,11	2,21	2,34	2,08	2,06	2,47	2,34	2,6	2,32	2,6	2,6	2,06	2,32	2,53	2,55	2,01	2,58	2,34	2,14
Q	2,32	2,32	2,16	2,34	2,47	2,34	2,45	2,58	2,45	2,34	2,58	2,53	2,6	2,5	2,6	2,6	2,32	2,5	2,58	2,58	2,24	2,45	2,34	2,24
ПС3	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17	18	19	20	21	22	23
P	0,91	0,91	0,91	0,91	0,91	0,91	2,08	2,6	2,6	2,6	2,5	2,08	1,3	1,82	2,34	2,21	1,98	2,08	2,34	2,21	2,6	2,47	1,69	1,41
Q	1,48	1,48	1,48	1,48	1,48	1,48	2,19	2,6	2,6	2,6	2,5	2,08	1,82	2,19	2,47	2,4	2,34	2,4	2,55	2,4	2,6	2,47	2,08	1,87
ПС4	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17	18	19	20	21	22	23
P	0,62	0,62	0,62	0,62	0,62	1,04	1,07	1,17	1,3	1,16	1,04	1,04	1,16	1,3	1,3	1,16	0,98	0,74	1	1	1	1	0,91	0,91
Q	0,83	0,6	0,6	0,64	0,64	1,15	1,22	1,3	1,3	1,22	0,64	1,16	1,22	1,22	1,3	1,22	1,09	1,09	1,12	1,12	1,12	1,07	1,07	1,07
ПС5	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17	18	19	20	21	22	23
P	1,93	1,56	1,25	1,25	1,04	1,28	1,09	2,08	2,32	2,53	2,19	2,03	2,08	2,34	2,5	2,08	1,61	1,93	1,98	1,98	1,93	1,98	2,14	1,93
Q	2,08	2,08	1,82	1,82	1,61	1,82	1,77	2,32	2,47	2,53	2,32	2,27	2,32	2,47	2,5	2,29	1,61	2,14	2,24	2,24	2,14	2,24	2,34	2,24