3tom193

5. ELEKTROENERGETYKA PRZEMYSŁOWA

Wpływ kompensacji mocy biernej na wielkość transformatora najlepiej można stwierdzić za pomocą wykresu mocy. Na rysunku 5.50 podano wykres dla transformatora o obciążeniu S = 687 +j613 = 930 kV A. Z wykresu wynika, że przy takim obciążeniu należy dobrać transformator o mocy znamionowej S_v = 1000 kV-A. W przypadku skompensowania mocy biernej Q > 230 kvar możliwe będzie zastosowanie transformatora o mocy 800 kV A. Zależność zysku na koszcie transformatora od mocy zainstalowanych kondensatorów po stronie niższego napięcia zmienia się „skokowo”. Nieciągłości te są szczególnie duże wówczas, gdy moc baterii ma wpływ na moc znamionową transformatora.

Przepustowość elementów sieci wynika z obciążenia S = P/costp, które powinno być mniejsze niż obciążenie dopuszczalne ze względu na nagrzewanie się elementów. Zależność poboru mocy biernej i pozornej od współczynnika mocy podano na rys. 5.51.

Rys. 5.50. Wpływ mocy biernej kompensowanej na obciążenie i moc znamionową transformatora (przykład)

Rys. 5.51. Zależność poboru mocy biernej i pozornej (przy stałym poborze mocy czynnej) od współczynnika mocy Zaczerpnięto z [5.6]

T^smę)

(5.63)

Spadek napięcia

A U = ^3 I(Rcos<p + Asine)) = _v'3 IR^costp +

gdzie: R — rezystancja linii, X — reaktancja linii. Zależność (5.63) przedstawiono na rys. 5.52.

Straty mocy podłużne

A P =

U cos <p )

V    P²    Q²

) ^R=-_UT^R+TiI^R = ^APr

+ A<2,

(5.64)

przy czym: AP_p — straty mocy czynnej spowodow-ane przesyłem mocy czynnej, AP_q — straty mocy czynnej spowodowane przesyłem mocy biernej.

Miarą strat związanych z poborem mocy biernej jest energetyczny równoważnik mocy biernej

(5.65)

d(AP,) 2QR d Q ~ U²

Charakterystyczne wartości k_e podano w tabl. 5.22.

5.11. GOSPODARKA MOCĄ BIERNĄ W ZAKŁADACH PRZEMYSŁOWYCH

389

Rys. 5.52. Zależność spadku napięcia od współczynnika mocy dla XfR = 5 i P = const A U₀ — spadek napięcia przy cosę = 1 Zaczerpnięto z [5.4]

Rys. 5.53. Zależność sprawności od współczynnika mocy 1 — transformatora, 2 — generatora, 3 — linii przesyłowej, 4 — systemu elektroenergetycznego (całkowita)

Zaczerpnięto z [5.4]

Tablica 5.22. Charakterystyczne wartości ekonomicznego równoważnika mocy biernej, wg [5.4]

Węzeł sieci	K
Rozdzielnia elektrowni	0,02
Rozdzielnia 15 kV w stacji 110/15 kV	0.05
Rozdzielnia 0,4 kV w stacji 15/0,4 kV	0,15

Sprawność poszczególnych elementów systemu elektroenergetycznego przedstawiono na rys. 5.53. Przy małym współczynniku mocy warunki gaszenia luku podczas otwierania łączników są gorsze.

Gospodarka mocą bierną zakładu przemysłowego jest ściśle związana z zasilającym systemem elektroenergetycznym, począwszy od elektrowni. Problem sprowadza się do minimalizacji kosztów rocznych dotyczących poboru mocy biernej. W praktyce wyróżnia się dwa oddzielne zadania:

—    ustalenie wymaganego współczynnika mocy zakładów; zadanie to jest rozwiązywane centralnie dla całego systemu elektroenergetycznego lub dużych jego części;

—    poprawę współczynnika mocy u odbiorcy do wartości wymaganej przez dostawcę energii.

Naturalne sposoby poprawy współczynnika mocy

W tym celu stosuje się następujące rozwiązania:

—    dobór silników i transformatorów do rzeczywistego obciążenia, a w szczególności