Введение 3
1 Особенности системы электроснабжения 5
2 Компенсация реактивной мощности 18
2.1 Теоретические сведения 18
2.2 Методы и способы компенсации реактивной мощности 22
2.3 Индивидуальная компенсация реактивной мощности 31
2.4 Групповая компенсация реактивной мощности 42
2.5 Централизованная компенсация реактивной мощности 47
2.6 Установка устройства плавного пуска 52
3 Технико - экономическое обоснование 59
3.1 Технико - экономический расчет 59
3.2 Изменение нагрузки после компенсации реактивной мощности 68
Заключение 74
Список используемых источников 76
С каждым годом электроэнергетика как в России, так и во всем мире, увеличивает темпы производства электроэнергии. В домах появляется все больше энергозатрачиваемых электроприемников, строятся высокотехнологические производства и заводы. По распоряжению «Энергетическая стратегия Российской Федерации на период до 2035 года» от 9 июня 2020г. №1523 - р пишут, что: «Производство электрической энергии по сравнению с 2008 годом увеличилось на 5,3 процента, потребление - на 5,4 процента, установленная мощность электростанций - на 11 процентов. В период с 2008 года по 2018 год введено 43,4 ГВт новой установленной мощности» [25]. Но одного только производства электроэнергии недостаточно, нужно передать электроэнергию на понижающие подстанции и потом уже к потребителям.
К главным требованиям современной электрической сети относится обеспечение надежности потребителей электрической энергией и обеспечение требуемого качества электроэнергии.
Помимо того, что не поддержание требуемого качества электроэнергии влечет к скорому износу оборудованию, увеличению аварийных ситуаций на производстве, так еще и на прямую связано с энергопотреблением электроприемников электрической энергией: увеличение потребления реактивной мощности, помимо уменьшения пропускной способности сети, приводит к увеличению потерь активной мощности, следовательно, повышаются расходы на электроэнергию.
Перечисленное выше проблемы являются актуальными в условиях современного развития российской экономики.
Силовые трансформаторы и асинхронные электрические двигатели есть на всех крупных промышленных предприятиях, так и на исследуемом объекте.
Трансформаторы и асинхронные электродвигатели являются потребителями как активной мощности, т.е. той мощности которая выполняет полезную работу, так и реактивной мощности, которая не совершает полезной работы, а просто перемещается от источника до потребителя и обратно, не выполняя полезной работы.
Реактивная мощность нужна для создания магнитных полей в трансформаторах и асинхронных электродвигателей, следовательно, работа электрической сети без реактивной мощности невозможна.
Но чаще всего реактивная мощность в сети достигает таких значений при котором:
- уменьшается пропускная способность сети;
- возникает отклонение номинального напряжения;
- нужно увеличивать сечения кабелей, так как номинальный ток увеличивается и т.д. [3].
В результате выше сказанного установка компенсации реактивной мощности является целесообразно ведь это не только разгрузит сеть, но сделает её более экономичней и надежней.
Электропотребители в здание трансформаторной подстанции с контроллерной предназначены для охлаждения помещения ЭРП, контроллерной и РУ-0,4 кВ. Электропотребители операторной состоят из источников бесперебойного питания и сплит-систем. В здании насосной пожаротушения находятся шкафы управления насосными установками .
Цель магистерской работы является обеспечить качество электроэнергии, а именно повысить коэффициент мощности, тем самым понизив потери активной мощности.
Задачи:
- провести анализ системы электроснабжения;
- рассчитать несколько способов повышения коэффициента мощности;
- провести технико-экономическое обоснование выбранного способа.
В данной выпускной магистерской работе рассмотрены разные способы компенсации реактивной мощности корпусов ПАО «КуйбышевАзот», которые будут соответствовать приказу Министерства энергетики РФ.
В первом разделе были рассмотрены исходные данные электропотребителей исследуемого объекта и были сделаны следующие выводы:
- основная нагрузка находится в 4 из 7 корпусов: 601Д, 620, 621, 627;
- средний коэффициент мощности объекта составляет 0,85;
- основным типом нагрузки являются центробежные и полупогружные насосы с частыми включениями в сутки по 1-2 раза и для устранения гидроударов было принято установить устройства плавного пуска.
Во втором разделе были рассмотрены три способа компенсации реактивной мощности электропотребителей:
- индивидуальная, установка компенсирующих устройств рядом с электропотребителем ;
- групповая, установка компенсирующий устройств рядом с распределительным щитом;
- централизованная, установка компенсирующий устройств на шину 0,4 кВ расположенную в подстанции.
Рассчитаны активные потери в кабельных линиях и силовых трансформаторах для каждого способа компенсации реактивной мощности.
Выбраны устройства плавного пуска для электропотребителей с частыми коммутациями, а именно: насосы, для предотвращения гидроударов на трубную систему и для ленточных конвейеров, для предотвращения повреждения конвейерных лент.
В третьем разделе рассчитаны технико-экономические показатели всех способов компенсации:
- индивидуальная компенсация путем снижения потерь активной мощности на 10 год использования конденсаторных устройств поможет сэкономить 12683 - 16837,8 т.р;
- групповая компенсация путем снижения потерь активной мощности на 10 год использования конденсаторных устройств поможет сэкономить 3452,22 - 4040,77 т.р;
- централизованная компенсация путем снижения потерь активной мощности на 10 год использования конденсаторных устройств поможет сэкономить 430,8 - 897,35 т.р.
Был выбран индивидуальный способ компенсации реактивной мощности с использованием конденсаторных батарей с повышением коэффициента мощности до 0,99.
Рассчитав технико-экономических показатели, определили капитальные вложения по приобретению, монтажу и пуско-наладке устройства плавного пуска, которые составят 3219,53 т.р
При установке конденсаторных батарей и устройств плавного пуска окупаемость достигнет на 3-4 год использования и итоговая экономия денежных средств на 10 год использования КУ и У1П1 составит 13618,27 т.р.
В ходе решения выпускной магистерской работы решили не только задачу с повышением коэффициента мощности, который будут соответствовать приказу Министерства энергетики РФ, но и помогли в будущем сэкономить предприятию на электроэнергии.
