АННОТАЦИЯ 2
ВВЕДЕНИЕ 6
1 ОБЗОР ПЕРЕДОВЫХ ЗАРУБЕЖНЫХ И ОТЕЧЕСТВЕННЫХ
ТЕХНОЛОГИЙ И РЕШЕНИЙ 7
1.1 Понятие реактивной мощности 9
1.2 Способы и средства компенсации реактивной мощности 10
2 ИССЛЕДОВАНИЕ КОРРЕКТОРА КОЭФФИЦИЕНТА МОЩНОСТИ .. 21
2.1 Принцип работы корректора коэффициента мощности 21
2.2 Лабораторная установка исследования ККМ 26
2.3 Результаты исследования ККМ 30
2.4 Моделирование ККМ в Simulink 34
3 РАСЧЁТ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАГРУЗОК ПОДСТАНЦИИ «ЮЖНАЯ» 42
3.1 Характеристика электропотребителей и электроприемников
понижающей станции «Южная» 42
3.2 Расчёт мощности потребителей ПС «Южная» 44
4 КОМПЕНСАЦИЯ РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ В СЕТИ 10 КВ 47
4.1 Построение модели ККМ в Simulink 47
4.2 Построение модели синхронного компенсатора в Simulink 55
4.3 Построение модели конденсаторной установки в Simulink 58
5 ВЫБОР ОБОРУДОВАНИЯ 63
5.1 Основные требования 63
5.2 Тиристорный ключ 65
5.3 Шкаф управления 67
5.4 Конденсаторные батареи 68
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 70
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 71
ПРИЛОЖЕНИЯ
ПРИЛОЖЕНИЕ А 74
ПРИЛОЖЕНИЕ Б 75
Подстанция 110/10 кВ «Южная» была введена в эксплуатацию в 2007 году, находится в городе Тобольск и обеспечивает потребителей I, II и III категорий.
На современном этапе развития электроэнергетики существует необходимость снижения потерь электрической энергии. Снижение потерь по холдингу на 1% за счёт компенсации реактивной мощности высвободит в часы зимнего максимума нагрузок для потребителей около 1500 МВт, 2% - около 3000 МВт, на 3% - 4500 МВт и т.д. [1].
Целью дипломного проектирования является модернизация существующей энергосистемы с последующим повышением энергоэффективности и обеспечением компенсации реактивной мощности в городских
распределительных сетях.
Одним из путей достижения этого является применение активных компенсаторов реактивной мощности, замена проводов на современные и установка фазосдвигающих трансформаторов .
Задачи, которые необходимо решить для реализации поставленной цели:
- проанализировать данные электрических нагрузок ПС;
- исследовать типы компенсирующих средств и выбрать оптимальное;
- выбрать мощность, тип, количество корректирующих устройств.
Практическая значимость заключается в повышении пропускной способности электрической сети путём использования устройства коррекции коэффициента мощности и увеличение срока службы элементов устройства за счёт загрузки, соответствующей уровню потребления электроэнергии.
Объект: система электроснабжения 10 кВ ПС «Южная».
Предмет: устройство коррекции коэффициента мощности.
В работе было описано понятие реактивной мощности, важность её уменьшения в сетях передачи электроэнергии. Произведено сравнение отечественных и передовых зарубежных технологий: зарубежные решения ввиду своей универсальности имеют широкие пределы регулирования, что значительно сказывается на их стоимости.
Осуществлено сравнение лабораторной установки ККМ с программной моделью в Simulink и получены схожие результаты измерений.
Приведён анализ нагрузок ПС 110/10 кВ «Южная», на основании которых построены модели актуальных способов компенсации реактивной мощности, совершено сравнение результатов моделирования.
Выбрано актуальное отечественное оборудование, обеспечивающее компенсацию реактивной мощности.
Конденсаторные установки являются наиболее эффективным средством компенсации реактивной мощности. При этом, трудозатраты на обслуживание и стоимость устройств минимальна относительно других средств. Срок окупаемости одной комплектной КУ при коэффициенте мощности 0,6-0,75, который повышается до 0,95 составляет в среднем 1 год. Для реализации идеи повышения энергоэффективности КУ должны быть расположены максимально близко к потребителю.
ККМ при своей эффективности имеет высокую стоимость. Необходимые комплектующие изготавливаются зарубежом. Наиболее развитой в исследовании и производстве энергоэффективного оборудования является канадская компания Hydro-Quebec. У компании имеются действующие проекты высоковольтных сетей постоянного тока, где применены аналоги представленного в работе ККМ.
Синхронные компенсаторы при таких достоинствах, как выбор между производством или потреблением реактивной мощности, возможности плавного регулирования и наличие запаса по мощности, имеют и недостатки, из -за которых СК перестают применяться.
