Аттестационная работа (ИАР/ВАР) на тему Способы и средства компенсации реактивной мощности в распределительных сетях и на промышленных предприятиях.

Содержание:

Список используемых сокращений. 3

Введение. 4

Глава 1. Вступительная часть. 6

1.1 Функциональное назначение компенсации реактивной
мощности. 6

1.2 Методики расчета и проектирования устройств
компенсации реактивной мощности. 9

1.3 Принципы компенсации реактивной мощности. 17

Глава 2. Основная научная часть. 20

2.1 Разработка алгоритма функционирования системы
компенсации реактивной мощности в распределительных сетях и на промышленных
предприятиях……………………………………………………………………….20

2.2 Разработка основных проектных решений компенсации
реактивной мощности в распределительных сетях и на промышленных предприятиях. 25

2.3 Анализ необходимого оборудования компенсации
реактивной мощности в распределительных сетях и на промышленных предприятиях. 27

Выводы.. 31

Список использованной литературы.. 32

Введение:

В настоящее время
огромное внимание уделяется вопросам энергосбережения (экономии электрической и
тепловой энергии) во всех отраслях народного хозяйства. Одним из способов
экономии электроэнергии в распределительных сетях является уменьшение потерь в
них посредством снижения потребления реактивной мощности потребителями.

Реактивная мощность в
установках переменного тока загружает обмотки машин, трансформаторов, проводов
линий. В результате увеличиваются располагаемые мощности соответствующих
устройств. Кроме того реактивный ток, протекая по элементам системы
энергоснабжения, обладающей реактивным сопротивлением, вызывает дополнительную
потерю напряжения на зажимах потребителя.

Наиболее распространенным
способом уменьшения реактивной мощности служит её компенсация конденсаторными
установками, имеющими низкие удельные стоимости, малые потери и позволяющими
устанавливать их в различных точках систем электроснабжения. Кроме выполнения
функции компенсации реактивной мощности, компенсирующие установки способствуют
улучшению показателей качества электрической энергии (ПКЭ), улучшают режим
напряжения в тяговой сети, снижают несимметрию токов и напряжений.

Долгое время системы
электроснабжения промышленных объектов и электрифицированного транспорта в
нашей стране проектировались без должного внимания к проблеме энергосбережения
и качества электроэнергии (КЭ), в связи с чем во многих узлах сетей общего
назначения фактические значения ПКЭ выходят за нормы стандарта по ГОСТ Р
54149-2010.

Именно поэтому тематика
разработки мероприятий компенсации реактивной мощности в системах
электроснабжения является в высшей степени актуальной.

Тема данной
аттестационной работы – «Способы и средства компенсации реактивной мощности в
распределительных сетях и на промышленных предприятиях».

Целью настоящей аттестационной
работы является исследование особенностей компенсации реактивной мощности в
распределительных сетях и на промышленных предприятиях.

Для реализации цели
выпускной квалификационной работы необходимо решить следующие задачи:

– исследовать функциональное
назначение компенсации реактивной мощности;

– произвести анализ
методик расчета и проектирования устройств компенсации реактивной мощности;

– исследовать принципы
компенсации реактивной мощности; – разработать алгоритм
функционирования системы компенсации реактивной мощности  в распределительных сетях и на промышленных предприятиях;

– разработать основные
проектные решения компенсации реактивной мощности в распределительных сетях и
на промышленных предприятиях;

– произвести анализ
необходимого оборудования компенсации реактивной мощности в распределительных сетях
и на промышленных предприятиях.

В ходе работы
предполагается изучить большое количество теоретического материала по теме
исследования, а так же получить значительные практические навыки, которые будут
необходимы в ходе дальнейшей профессиональной деятельности по специальности.

Заключение:

Один из главных вопросов,
который решается при проектировании систем электроснабжения, – это вопрос
компенсации реактивной мощности, который включает расчет, а так же выбор
специализированных компенсирующих устройств, их настройку и размещение на
территории конкретного объекта.

Компенсация реактивной
мощности является одной из составляющих общей проблематики увеличения КПД
работы СЭС, а так же улучшения качества электроэнергии.

Быстрое развитие силовой
преобразовательной техники, а так же ее использование в электроприводах
переменного и постоянного токов, вентильных преобразователях различного
назначения очень часто приводит к деградации показателей качества
электроэнергии.

В современных условиях
постоянно возрастающего использования объемов электроэнергии данная
проблематика сопровождается значительными технико-экономическими убытками.

По завершению выполнения
работы получены следующие результаты:

– исследовано
функциональное назначение компенсации реактивной мощности;

– исследованы принципы
компенсации реактивной мощности;

– разработан алгоритм
функционирования системы компенсации реактивной мощности  на промышленных предприятиях;

– разработаны основные
проектные решения компенсации реактивной мощности в распределительных сетях и
на промышленных предприятиях;

– произведен анализ
необходимого оборудования компенсации реактивной мощности в распределительных
сетях и на промышленных предприятиях.

По завершению выполнения
работы необходимо отметить, что все поставленные задачи решены, цель работы в
полной мере достигнута.

Фрагмент текста работы:

Глава 1. Вступительная часть

1.1 Функциональное назначение компенсации реактивной
мощности Нагрузка предприятий
подразделяется на активную, индуктивную и емкостную, все эти виды мощностей
зависят от типа работающего оборудования.

Существование реактивной
энергии несет отрицательное воздействие на электрические сети, создает
электромагнитные поля в электрических устройствах.

Существование реактивного
тока создает дополнительную нагрузку, приводящую к снижению качества электроэнергии,
влекущую увеличение сечений токовых проводников.

Реактивная мощность – это
технические потери электроэнергии, вызванные электромагнитными процессами в
электросетях. Недостаток её вызывает повышенный нагрев проводников и создает
избыточную нагрузку на сеть, в результате чего источник электроэнергии работает
в усиленном режиме. Если средства компенсации мощности не предусмотрены, то за
потребление реактивной энергии из сети приходится переплачивать значительные
суммы.

Существенные реактивные
нагрузки становятся причиной понижения напряжения в электросети и ухудшения
качества электропитания. Помимо того, чрезмерно нагружаются линии
электропередач и трансформаторное оборудование, в результате чего увеличиваются
капитальные затраты на обустройство и эксплуатацию электрораспределительных
станций.

Составляющие системы и
нагрузка включают в себя источники реактивной мощности (конденсаторы и катушки
индуктивности), которые оказывают влияние на профиль напряжения сети и
стабильность системы. Кабельные соединения могут давать большую реактивную
мощность. Без соответствующей компенсации реактивной мощности могут наступить
критические условия работы системы из-за сильных колебаний напряжения и проблем
со стабильностью. Эти проблемы могут быть решены с помощью схем компенсации
реактивной мощности.

Огромное количество
потребителей электроэнергии постоянно нагружает сеть реактивной составляющей
потребляемой мощности, причем эта нагрузка постоянно возрастает. Внедрение
компенсирующих устройств реактивной мощности позволяет повысить надежность
электросетей и увеличить пропускную способность энергосистемы.

Компенсация реактивной
мощности является важным фактором, который позволяет решать вопросы
энергосбережения на любом предприятии.

По мнению ведущих
специалистов-энергетиков, процент энергоресурсов занимает порядка 30-40% от
стоимости продукции. Эта цифра является веским аргументом, чтобы руководители
очень серьёзно подходили к вопросу аудита энергопотребления, а так же выработке
методик компенсации реактивной мощности. Процедура компенсации реактивной
мощности является ключом к решению вопросов энергосбережения.

Основным предназначением
устройств компенсации реактивной мощности является снижение действия реактивной
мощности, служит для увеличения и поддержания на определенном нормативном
уровне величины коэффициента мощности в распределительных сетях. Главное
предназначение УКРМ, является аккумуляция в конденсаторах реактивной мощности.
Это действие помогает разгрузить электрическую сеть от перетоков реактивной
мощности, происходит стабилизация напряжения, увеличивается доля активной
мощности.

Основные функции УКРМ:

1. Понижение
потребляемого нагрузочного тока на 30-50%.

2. Снижение составляющих
элементов распределительной сети, увеличение их срока службы.

3. Повышение надежности и
пропускной способности электрической сети.

4. Понижение тепловых
потерь электрического тока.

5. Снижение воздействия
высших гармоник.

6. Понижение
несимметричности фаз, сглаживание сетевых помех.

7. Снижение до минимума
стоимости индуктивной мощности.

Установка компенсации
реактивной мощности УКРМ отличается рядом преимуществ, обусловленных
применением конденсаторов, дополненных третьим уровнем безопасности в виде
полипропиленовой сегментируемой пленки пропитанной специальной жидкостью,
обеспечивающих надежное использование, долговечность, невысокую стоимость при
выполнении работ по техническому обслуживанию и ремонту.

Среди целого ряда
приемуществ применения устройств компенсации реактивной мощности можно выделить
пять главных. Они приведены ниже.

1. Экономия
энергопотребления.

Внедрение компенсирующих
устройств реактивной мощности дает существенный экономический эффект. Снижение
уровня энергопотребления может составить до 40-50% от общего объема. При таких
объемах срок окупаемости систем компенсации мощности составит не более одного
года.

2. Увеличение срока
службы оборудования.

Средства компенсации
увеличивают срок службы силовых трансформаторов, поскольку их использование
снижает нагрузку на оборудование. Использование установок компенсации реактивной
мощности также снижает нагрузку на линии передач и нагрев проводов, что
позволяет использовать токоведущие жилы меньшего сечения.

3. Экономия затрат на
устройство подводящих электросетей.

На этапе проектирования и
строительства новых зданий монтаж системы компенсации реактивной мощности
позволяет существенно сэкономить на обустройстве распределительной электросети.

4. Улучшение качества
энергоснабжения.

Применение средств
компенсации реактивной мощности дает возможность подавить сетевые помехи, избежать
глубокой просадки напряжения и минимизировать несимметрию фаз. Кроме того,
системы