Никакой экономии от внедрения КУ ! Опции

[Degtyarev.S]

Установка компенсирующих устройств на вентильных обмотках 0,24 кВ трансформатора ТМНПУ.

Особенностью установки компенсирующих устройств на стороне 0,24 кВ вентильных обмоток является, то что на них изменяется напряжение в очень широком диапазоне с помощью 19-ти ступенчатого РПН.
- на холостом ходу - от 94 В и до 296,7 В (от 1 и до 19-й ступени)
- под нагрузкой – от 175 В и до 271,3 В (от 12-й и до 18-й ступени)
Во время измерений 13-я ступень была основной.
При больших нагрузках необходимо переходить на более высокую ступень РПН. При выходе из строя одного из 2-х трансформаторов необходима работа на 16-й и 17-й ступени с напряжением на холостом ходу 249,1 и 265,3 В.
При низких же нагрузках возможна работа на пониженной 12-й ступени с Ux.x.=180,4 B и Uнагр=175 В
Как правильно выбрать напряжение конденсаторных батарей для выше описанного технологического процесса?
Очевидно, надо выбрать номинальное напряжение батареи 240 В.
Однако тогда на 13-й ступени мощность батареи будет использоваться только на (□(192,5В/240В))2Ч100%=64 %, на 12-й ступени на (□(175В/240В))2Ч100%=53 % , а на 11-й ступени только на (□(157,4В/240В))2Ч100%=43 %.
Работа батареи на ступенях ниже 11-ой будет совершенно не эффективной.
Батарея с номинальным напряжением 240 В имеет максимальное допустимое напряжение 240 В+10%=264 В. По технологии электролиза такая батарея будет каждые 3 часа оставаться на холостом ходу на 2-3 минуты. Напряжение холостого хода на 17-й ступени составляет 265,3 В, то есть это наибольшая ступень, на которой возможна работа батареи с номинальным напряжением 240 В.
На 18-й и 19-й ступени работать нельзя, так как на них напряжение холостого хода равно соответственно 280 и 296,7 В, что превышает длительно допустимое напряжение 264 В конденсаторных батарей.
Второй отличительной особенностью установки компенсирующего устройства на вентильных обмотках является то, что трансформатор ТМНПУ имеет расщепленные обмотки и схему и группу соединения обмоток Д/Yпр Yнр-11-5, то есть напряжение на расщепленных обмотках сдвинуты на 180(град). В связи с этим на каждой обмотке надо устанавливать свое КУ.


Qку=2490 кВтх(0,88-0,4)=1195 кВар то есть, в итоге надо установить четыре КУ, что экономически не выгодно.
Установка 4-х компенсирующих устройств на 0,24 кВ может не позволить точно поддерживать требуемый по закону РК суммарный коэффициент мощности на шинах II и III секции 6кВ. При не совершенстве закона по методам измерения cosφ, его усреднению на определенных интервалах времени, статистической обработке данных и.т.д. и.т.п. возможны выходы cosφ за допустимые границы и штрафы.
Естественно, что гармонический состав на стороне 0,24 кВ очень плохой и значительно превышает допустимые ГОСТом 13109-97 значения.
Так коэффициент искажения синусоидальной кривой напряжений по фазам А,В,С составляет 43-64 %. (по ГОСТу 12%)
Коэффициенты гармонических составляющих напряжения.
U3=41% (по ГОСТу-3,75%)
U6=8,49% (по ГОСТу-0,75%)
U9=9,1% (по ГОСТу-1,125%)

Из сорока гармоник только 5-я и 7-я гармоники не превышают предельно допустимых значений. Таким образом имеется весь спектр гармоник: четные, нечетные, кратные трем.
В этой ситуации требуется точный расчет дросселей, которые защитили бы конденсаторы от перегрузок по высшим гармоникам.
Конечно большим достоинством установки КУ на стороне 0,24 кВ является уменьшение потерь активной мощности от уменьшения перетоков реактивной мощности. Экономия электроэнергии в данном случае может составить до 2-х млн. тенге в год.
Однако предыдущие четыре недостатка перевешивают последнее достоинство и позволяют сделать вывод в пользу установки компенсирующего устройства на стороне 6 кВ.

Выводы:
Преимущество установки компенсирующего устройства на 6 кВ.
Возможность поддержания суммарного значения cosφ по двум вводам 6 кВ РП-200.
Возможность установки конденсаторных батарей на повышенное напряжение 0,69кВ.
Недостатки:
Не значительное уменьшение потерь активной мощности на коротком кабеле 2*АСБ-10-3*240 длиной 80 метров, то есть минимальная экономия электрической энергии.
Дополнительно требуется повышающий трансформатор мощностью больше, чем компенсирующее устройство.
В случае значительного расширения производства, а следовательно увеличения мощности компенсирующего устройства более 2200ч2300 квар коэффициент загрузки трансформатора составит 0,88ч0,9, что потребует увеличение мощности трансформатора свыше выбранной 2500 кВар и возможно установки не КТПБ а ТП.
Преимущества установки компенсирующих устройств на 0,24кВ.
Уменьшение потерь активной мощности от перетока реактивной мощности и как следствие уменьшение стоимости электроэнергии .
Разгрузка от реактивной мощности трансформатора ТМНПУ-8000/10 и питающих его линии, что позволит подключить к каждой обмотке трансформатора дополнительные ванны для электролиза.
Недостатки:
Экономически целесообразно выбрать напряжение конденсаторных батарей равным 240 В. При этом, правда нельзя будет работать на 18-ой и 19-ой ступенях РПН. На 13-ой, основной ступени батарея будет использована только на 64 % от ее номинальной мощности.
В виду того, что напряжения на расщепленных обмотках сдвинуты на 1800, то приходится на каждый трансформаторов ставить по 2 компенсирующих устройства, что приводит в целом к удорожанию всей системы.
Не возможность точного поддержания суммарного значения коэффициента мощности на двух вводах 6 кВ: на II и на III секции.
Очень плохой гармонический состав напряжения 0,24 кВ требует зашиты конденсаторных батарей от высших гармоник с помощью дросселей.

У кого будут какие либо соображения, или замечания???

Сообщение отредактировал Degtyarev.S - 1.4.2013, 7:31

[RomanNV]

Да это не великая проблема. Просто увеличится стоимость КУ на стоимость фильтра.
ФКУ сейчас под любые гармошки и токи делают.