Проектирование фильтрокомпенсируещего устройства (ФКУ) в системе электроснабжения (СЭС)

Автор работы: Пользователь скрыл имя, 22 Октября 2013 в 08:19, курсовая работа

Краткое описание

Рассчитать параметры фильтро- компенсирующего устройства (ФКУ) в системе электроснабжения промышленного предприятия. При проектировании ФКУ рассмотреть следующие вопросы:
а) оценить возможность применения батареи конденсаторов для компенсации реактивной мощности на стороне НН Т1;
б) определить параметры ФКУ на основе силового резонансного фильтра, настроенного на частоту наибольшей гармоники в спектре тока преобразователя;
в) определить оптимальные параметры ФКУ на частоте фильтруемой гармоники.

Скачать в ZIP архиве (338.58 Кб) Сколько стоит заказать работу?
Вложенные файлы: 1 файл

kursovaya_po_PEU4 (1).doc

— 831.50 Кб (Скачать файл)

                   

                   

                 

 

                       

                      

                        

                    

                      

 

                

3                   

                       

                       

                 

 

                 

             

                    

                    

                    

      

      0,123                 

      0,18                   0,185

                  0,225

               

               

 

6,7                      

            

21,31                  

28,62                  

                 

 

                         

18,7                          

23,1                          

26,7                          

                          

 

            30,42

           

81,9               86,58

       

  138,06          142,74

Результаты  расчёта:

№

п/п

n   

rWn

(Ом)

jxWn

(Ом)

-jxCWn/2

(Ом)

rT1n

(Ом)

jxT1n

(Ом)

rT2n

(Ом)

jxT2n

(Ом)

rMn

(Ом)

jxMn

(Ом)

1.

2.

3.

4.

5.

6.

7.

8.

9.

10.

11

13

23

25

35

37

47

49

59

61

0,45

0,49

0,65

0,675

0,8

0,82

0,925

0,945

1,04

1,05

1,08

1,28

2,265

2,46

3,45

3,64

4,63

4,83

5,8

6,01

0,00032

0,00027

0,00015

0,00014

0,0001

0,00009

0,000074

0,000071

0,00006

0,000057

15,42

16,76

22,3

23,25

27,51

28,28

31,88

32,55

35,72

36,32

953,3

1126,6

1993,3

2166,6

3033,3

3206,6

4073,2

4246,6

5113,2

5286,6

0,123

0,133

0,18

0,185

0,22

0,225

0,254

0,259

0,284

0,289

6,7

7,92

14,01

15,22

21,31

22,53

28,62

29,84

35,93

37,15

12,9

14,1

18,7

19,5

23,1

23,7

26,7

27,3

30

30,5

25,74

30,42

53,82

58,5

81,9

86,58

109,98

114,66

138,06

142,74




 

5.Определяем действующие и относительные значения гармоник напряжения на шинах НН ППЭ.

Схема замещения  на частотах высших гармоник преобразуется  к следующему виду



 

 

 

 

 

 

Zэv =

где U1=Uнн – напряжение основной частоты на шинах ППЭ.

ZЭv1= 40,24

ZЭv2= 46,33

ZЭv3= 72,23

ZЭv4= 80,88

ZЭv5= 108,73

ZЭv6= 114,17

ZЭv7= 141,39

ZЭv8= 146,83

ZЭv9= 173,73

ZЭv10 = 179,07

 

Uv1 = 40,24 · 79,5 = 3199,08 В

Uv2 = 46,33 · 67,3 = 3118 В

Uv3 = 72,23 · 38 = 2744,74 В

Uv4 =80,88 · 35 = 2830,8 В

Uv5 =108,73 · 25 = 2718,25 В

Uv6 =114,17 · 23,65 = 2700,12 В

Uv7 = 141,39 · 18,6 = 2629,85 В

Uv8 = 146,83 · 17,86 = 2622,38 В

Uv9 = 173,73 · 14,83 = 2566,63 В

Uv10 = 179,07 · 14,34 = 2567,86 В

 

KU(n)1 = 100 ·  3199,08 /6600 = 48,5

KU(n)2 = 100 · 3118 / 6600 = 47,2

KU(n)3 = 100 · 2744,74 / 6600 = 41,6

KU(n)4 = 100 · 2830,8 / 6600 = 42,9

KU(n)5 = 100 · 2718,25 / 6600 = 41,2

KU(n)6 = 100 · 2700,12 / 6600 = 40,9

KU(n)7 = 100 ·2629,85 / 6600 = 39,85

KU(n)8 = 100 · 2622,38 / 6600 = 39,7

KU(n)9 = 100 · 2566,63 / 6600 = 38,9

KU(n)10 = 100 · 2567,86 / 6600 = 38,9

 

ΔPv1 = 3 · 79,52 · 68,2 = 1293123

ΔPv2 = 3 · 67,32 · 77,2 = 1048983,5

ΔPv3 = 3 · 382 · 100,98 = 437445,4

ΔPv4 = 3 · 352 · 109,8 = 403515

ΔPv5 = 3 · 252 · 125,5 = 235312,5

ΔPv6 = 3 · 23,652 · 127,7= 214276,5

ΔPv7 = 3 · 18,62 · 159,1 = 165126,7

ΔPv8 = 3 · 17,862 · 147,7 = 141339,9

ΔPv9 = 3 · 14,832 · 163,2 = 107677,2

ΔPv10 = 3 · 14,342 · 158,5 = 97779,7

 

 

Результаты расчетов сводим в таблицу

 

№

п/п

n

ZЭn

(Ом)

İn

(А)

Un

(В)

KU(n)

DPn

(кВт)

1.

2.

3.

4.

5.

6.

7.

8.

9.

10.

11

13

23

25

35

37

47

49

59

61

40,24

46,33

72,23

80,88

108,73

114,17

141,39

146,83

173,73

179,07

79,5

67,3

38

35

25

23,65

18,6

17,86

14,83

14,34

3199,08

3118

2744,74

2830,8

2718,25

2700,12

2629,85

2622,38

2566,63

2567,86

48,5

47,2

41,6

42,9

41,2

40,9

39,85

39,7

38,9

38,9

1293123

1048983,5

437445,4

403515

235312,5

214276,5

165126,7

141339,9

107677,2

97779,7


Определяется  коэффициент искажения синусоидальности напряжения и суммарные потери активной мощности на частотах высших гармоник

 

Кнс =  100% ·   =130%

ΔPvΣ =1293123+1048983,5+437445,4+403515+235312,5+214276,5+165126,7+

+ 141339,9 + 107677,2 + 97779,7 = 4144579,4 Вт

 

6.   Определяем  необходимое значение реактивной  мощности ФКУ

,

где QЭ – экономическое значение реактивной мощности;

       Qфакт – фактическое значение реактивной мощности, потребляемой предприятием:

=10000 · 0,6 + 2300 · 0,49 = 7727

 

QФКУ =7727 – 3000 = 4727

 

Расчет параметров ФКУ на основе конденсаторной батареи (БК).

Мощность конденсаторной батареи

где =100 КВАр – единичная мощность серийно выпускаемых конденсаторных батарей;

             round – операция округления до ближайшего целого.

QБК =

Параметры БК на основной частоте (50 Гц):

=

XБК1 1 = = 307008

XБК1 2 =3· 31182 · 10 = 291658

ХБК1 3 = 3 · 27452 · 103 / 100000 = 226051

ХБК1 4 = 3· 28312 · 103 / 100000 = 240437

ХБК 1 5 = 3· 27182 · 103 / 100000 = 221626

ХБК 1 6 = 3 · 27002 · 103 / 100000 = 218700

ХБК 1 7 = 3 · 26302 · 103 / 100000 = 207507

ХБК 1 8 = 3 ·26222 · 103 / 100000 = 206246

ХБК 1 9 = 3 ·25672 · 103 / 100000 = 197685

ХБК 1 10 = 3 · 25682 · 103 / 100000 = 197839

= 0,1· 0,0025 = 0,00025

rБК1 1 = 307008· 0,0025 = 767,5

rБК1 2 = 291658· 0,0025 = 729,1

rБК1 3 = 226051· 0,0025 = 565,1

rБК1 4 = 240437 · 0,0025 =601,1

rБК1 5 = 221626 · 0,0025 =554,1

rБК1 6 = 218700 · 0,0025 =547

rБК1 7 = 207507 · 0,0025 = 518,8

rБК1 8 = 206246 · 0,0025 = 515,6

rБК1 9 = 197685 · 0,0025 = 494,2

rБК1 10 = 197839 · 0,0025 = 494,6

 

где =0,0025 – тангенс угла диэлектрических потерь.

 

 

 

Определяется  эквивалентное сопротивление схемы  замещения СЭС с БК, подключенной к шинам низкого напряжения ГПП на частоте каждой гармоники.

 


 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Результаты  расчетов сводятся в таблицу.

 

№

п/п

 

n

ZБКn, (Ом)

ZЭn

(Ом)

ZЭБn

(Ом)

UБn

(В)

KU(n)

DPБn

(кВт)

rБКn

-jxБКn

1.

2.

3.

4.

5.

6.

7.

8.

9.

10.

11

13

23

25

35

37

47

49

59

61

767,5

729,1

565,1

601,1

554,1

547

518,8

515,6

494,2

494,6

307008

291658

226051

240437

221626

218700

207507

206246

197685

197839

 

40,24

46,33

72,23

80,88

108,73

114,17

141,39

146,83

173,73

179,07

307775,5

292387,1

226616,1

241038,1

222180,1

219247

208025,8

206761,6

198179,2

198333,6

3199,08

3118

2744,74

2830,8

2718,25

2700,12

2629,85

2622,38

2566,63

2567,86

48,5

47,2

41,6

42,9

41,2

40,9

39,85

39,7

38,9

38,9

1293123

1048983,5

437445,4

403515

235312,5

214276,5

165126,7

141339,9

107677,2

97779,7


 

Вычисляется коэффициент  искажения синусоидальности напряжения и сравнивается с допустимым значением

 £ 5%,

КНС =

где - действующее значение гармоники напряжения на шинах ГПП;

     - номинальное напряжение на стороне НН трансформатора ГПП.

Вычисляются коэффициенты перегрузки БК по току и напряжению и сравниваются с допустимыми значениями

;

;

где  ;   ;     ;      .

Определяются  суммарные потери активной мощности на частотах высших гармоник.

 

8.   Расчет  параметров ФКУ на основе резонансного  фильтра (РФ).

Частота настройки РФ nР выбирается равной частоте наибольшей по амплитуде гармоники тока In, если спектр напряжения на шинах ГПП Un (см. п.5) близок к равномерному. Если спектр напряжения Un неравномерен, то частота настройки РФ nР  выбирается равной частоте наибольшей по амплитуде гармоники напряжения.

Условие резонанса  для последовательного контура  может быть записано следующим образом: , где - индуктивное сопротивление реактора РФ на частоте 50 Гц.

По выбранному значению nР определяется и рассчитывается эквивалентное сопротивление схемы замещения СЭС с РФ.


 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Активное сопротивление  РФ на частоте 50 Гц    , где rР1=0,08 Ом.

Результаты  расчетов сводятся в таблицу.

 

 

 

 

 

№

п/п

 

n

ZФn, (Ом)

ZЭn

(Ом)

ZЭФn

(Ом)

UФn

(В)

KU(n)

DPФn

(кВт)

rФn

xФn=j(xРn-xБКn)

1.

2.

3.

4.

5.

6.

7.

8.

9.

10.

                

 

Затем вычисляются  коэффициенты несинусоидальности, перегрузки батареи конденсаторов РФ по току и напряжению. При вычислении последних принимается:

  ; ;  ; 

Определяются  суммарные потери активной мощности на частотах высших гармоник.

 

9.  Расчет  оптимальных параметров ФКУ на основе резонансного фильтра (РФ).

 Оптимальный  параметрический синтез ФКУ на  частоте фильтруемой гармоники  осуществляется по критерию минимума потерь активной мощности


 

 на основе аналитического выражения


    ,

 

        где   rЭ , xЭ – активная и реактивная составляющие эквивалентного сопротивления СЭС на частоте настройки РФ (индекс nр опущен);

         rф, xф – активная и реактивная составляющие РФ на частоте настройки (индекс nр опущен).

 Определяется индуктивное сопротивление реактора РФ на частоте 50 Гц


 

 

.

Результаты расчетов частотных  характеристик сводятся в таблицу (см. п. 8).

Определяются  коэффициенты несинусоидальности, перегрузки батареи конденсаторов РФ по току и напряжению, суммарные потери активной мощности на частотах высших гармоник.

 

Построение  частотных характеристик СЭС.

По результатам расчетов в п.п. 5, 7, 8, 9 необходимо построить  зависимости  и

.


 

 

 

 

 

 

 

11.  Заключение.


Информация о работе Проектирование фильтрокомпенсируещего устройства (ФКУ) в системе электроснабжения (СЭС)