Proiect retele electrice

Embed Size (px)

Text of Proiect retele electrice

1 1. DIMENSIONAREA POSTURILOR DE TRANSFORMARE n aceast etap se va urmri: Stabilirea tipului de transformator utilizate n posturile de trsnsformare; Numrul de transformatoare n paralel; ntocmirea schemei echivalente a posturilor de trasnformare; Calculul parametrilor schemei echivalente; Calculul pierderilor de putere.

unde:PT1 PT5 Posturi de transformare; L1 L5 Linii ce leag posturile de transformare; s1 s5 Puteri aparente absorbite de consumatori 1.1. Alegerea numrului i puterii nominale a transformatoarelor Aceast alegere se poate face dup dou criterii: -tehnic; -economic. Dimensionarea din punct de vedere economic se face utiliznd: Instruciuni privind stabilirea puterii nominale economice pentru transformatoarele din posturi P. Buhu, Gh. Comnescu 1993; RENEL DGTDEE 3RE IP/S1/2 93. Pentrudeterminareaputeriieconomiceavemnevoiededoiindicatori: 1. SM puterea aparent maxim n anul de funcionare considerat; 2. TSM durata de utilizare a puterii maxime anuale. ConsiderndctransformatoareleaunfurriledinAlisuntdetipulTTV-ONAN construiten1991,conformlucrriiPuterinominaleeconomiceseaflntr-oprogresie geometriccuraia 510 ,aurezultaturmtoareleputerinominalizate:100kVA;160kVA;250 kVA; 400 kVA; 630 kVA; 1000 kVA; 1600 kVA. 2 Pentru a alege numrul de transformatoare n paralel se utilizeaz tabelul: TSM (ore/an) SM (kVA) 300040005000 400250-400232-365211-333 630400-630355-625333-572 1000630-865625-785570-717 1600865-1600785-1600717-1600 Tabel 1.1 Pentruunnumrde3980oredefuncionare/an,rezulturmtoarelevaloripentru transformatoarele de diferite puteri: SM3980 [kVA][ore/an] 400232-366 630366-625 1000625-787 1600787-1600 Tabel 1.2 Model de calcul pentru ncrcarea transformatoarelor pentru o durat de funcionare de 3980 ore/an: SM1 = 2323980 40003980 40003000 4000=x x = 232 ore/an SM1 = 3653980 4000365 4003000 4000=x x = 366 ore/an n tabelul urmtor sunt prezentate puterile transformatoarelor din cele 5 staii, ct i numrul lor pentru a putea acoperi necesarul de putere cerut: PT Pi Qi cosiSiSnT Nr. Trafo -kWkVAr-kVAkVAbuc 1.505312,960,85594,116301 2.19651473,750,802456,2516002 3.500242,150,90555,556301 4.485261,780,88551,136301 5.1070858,430,781371,7916001 Tabel 1.3 Model dc calcul pentru puterea aparent Si i pentru puterea reactiv Qi: Si = iiP cos [kVA] Qi = Si sini = Si i2cos 1 [kVAr] Calculul lui Si: S1 = 11cosP= 85 , 0585= 594,11[kVA] 3 S2 = 22cosP= 8 , 01965= 2456,25[kVA] S3 = 33cosP= 90 , 0500= 555,55[kVA] S4 = 44cosP= 88 , 0485= 551,13[kVA] S5 = 55cosP= 78 , 01070= 1371,79[kVA] Calculul lui Qi: Q1 = S196 , 312 85 , 0 1 11 , 594 cos 1212= = [kVAr] Q2 = S275 , 1473 8 , 0 1 25 , 2456 cos 1222= = [kVAr] Q3 = S315 , 242 9 , 0 1 55 , 555 cos 1232= = [kVAr] Q4 = S478 , 261 88 , 0 1 13 , 551 cos 1242= = [kVAr] Q5 = S543 , 858 78 , 0 1 79 , 1371 cos 1252= = [kVAr] 1.2. ntocmirea schemei echivalente a PT Fiecare PT poate fi reprezentat printr-o schem de tipul: unde:ZT impedana transformatorului, cu rezistena RT i reactana XT; YT admitana transversal a trransformatorului; Nik raportul de transformare; YT = GT - jBT GT conductana transformatorului BT susceptana transformatorului 4 1.3. Calculul parametrilor schemei echivalente: Parametrii transformatoarelor se calculeaz pe baza urmtoarelor date de catalog: Sn P0 i0 nomscP A usc kVAkW%kW% 2501,102,905,046 4001,472,656,854 6301,922,409,726 10002,702,0013,506 16004,351,7020,206 Tabel 1.4 a. Rezistena transformatorului RT = 32210 AnTnfnomscSU P[] b. Modulul impedanei ZT = nTnfscSUu2100 [] c. Reactana transformatorului XT = 2 2T TR Z [] ZT = RT + jXT d. Conductana transformatorului GT =32010AnfUP[S] e. Modulul admitanei transversale YT = 20100nfnTUS i [S] f. Susceptana transformatorului BT = 2 2T TG Y [S] YT = GT + jBT Folosind formulele de mai sus, am efectuat calculele, iar rezultatele au fost trecute n tabelul de mai jos: Nr. crt.MrimeU.M.PT1PT2PT3PT4PT5 1SnTkVA63016006306301600 2nTbuc12111 3RT0,003920,002530,003920,003920,00126 4XT0,014730,011730,014730,014730,00587 5ZT0,015240,012000,015240,015240,00600 6GTS0,012000,027190,012000,012000,02719 7BTS0,093730,167810,093730,093730,16781 8YTS0,094500,170000,094500,094500,17000 Tabel 1.5 Exemplu de calcul pentru unul dintre posturile de transformare: RT = 32210 AnTnfnomscSU P = 3 32210 918 , 3 1063 , 04 , 0 72 , 9 =[] 5 ZT = nTnfscSUu2100 =01528 , 0630 1001000 4 , 0 62= [] XT = 2 2T TR Z =01476 , 0 003918 , 0 01528 , 02 2= [] GT =32010AnfUP=012 , 0 104 , 092 , 132= [S] YT = 20100nfnTUS i =0945 , 01000 4 , 0 100630 40 , 22= [S] BT = 2 2T TG Y =09373 , 0 012 , 0 0945 , 02 2= [S] 1.4. Calculul pierderilor de putere n PT n posturile de transformare apar dou tipuri de pierderi de puteri: a. Pierderi de putere activ PT PT PTP P Pinf, , 0A + A = A 0 , 0P n PT PT = A nomscTiPTPnP A = A2inf,o nTiiSs= osi = 2 2i iq p + b. Pierderi de putere reactiv PT PT PTQ Q Qinf, , 0A + A = A nT T PTSin Q = A1000, 0 nTscTiPTSunP = A1002inf,o Cu ajutorul formulelor de mai sus s-au obinut rezultatele trecute n tabelul de mai jos: Nr. crt.MrimeU.M.PT1PT2PT3PT4PT5 1SnTkVA63016006306301600 2nTbuc12111 3PoPTkW1,920008,700001,920001,920004,35000 4i-0,943031,535160,881830,874810,85737 5Pinf,PTkW8,6440823,802727,558437,4386414,84864 6Q0,PTKVAr15,1200054,4000015,1200015,1200027,20000 7Qinf,PTkVAr33,61588113,1218329,3938928,9280370,56779 8PPTkW10,5640832,502729,478439,3586419,19864 9QPTkVAr48,73588167,5218344,5138944,0480397,76779 10SPTkVA49,86768170,6458045,5118345,0312499,63498 11PikW515,564081997,50272509,47843494,358641089,19864 12QikVAr361,695881641,27183286,66389305,82803956,19779 13SikVA 629,785862585,30275584,58913581,309941449,36810 Tabel 1.7 6 Exemplu de calcul pentru unul dintre posturile de transformare: 0 , 0P n PT PT = A =92 , 1 92 , 1 1 = [kW] nTiiSs= o =943 , 063011 , 594= nomscTiPTPnP A = A2inf,o =6435 , 8 72 , 91943 , 02= [kW] PT PT PTP P Pinf, , 0A + A = A= 1,92 + 8,6435 = 10,563[kW] Pi = Pi + PPT = 505 + 10,56 = 515,56[kW] nT T PTSin Q = A1000, 0=12 , 15 6301004 , 21 = [kVAr] nTscTiPTSunP = A1002inf,o=613 , 33 63010061943 , 02= [kVAr] PT PT PTQ Q Qinf, , 0A + A = A = 15,12 + 33,613 = 48,73[kVAr] Qi = Qi + QPT = 312,96 + 48,73 = 361,69[kVAr] 861 , 492 2= A + A = APT PT PTQ P S [kVA] Si =77 , 629 69 , 361 56 , 5152 22'2'= + = +i iQ P [kVA] 2. DIMENSIONAREA TRONSOANELOR DE MEDIE TENSIUNE Determinareaseciuniiconductoruluiianumruluidecircuitenparalelsefacepebaza unor criterii tehnice i economice.Principalele criterii tehnice sunt:1.Criteriul curentului maxim admisibil n regim de lung durat;0 2.Criteriulcderiidetensiunemaximadmisibil.Seimpunecatensiunealacelmai ndeprtat consumator s nu scad sub 5% fa de Un; 3.Criteriul stabilitii termice la curent de scurtcircuit. Ipoteze la dimensionarea pe baza criteriilor tehnice: 1.Seciunea e constant pe toate tronsoanele; 2.Densitatea de curent e constant pe toate tronsoanele; 3.Se folosete minim de material. n proiectul de fa se va folosi Ipoteza nr. 1. Criteriuleconomicvizeazstabilireaunuiechilibruntrecheltuielilesuplimentaredatorate majorrii seciunii i economiile realizate prin reducerea pierderilor de putere i energie. Dac se noteaz: steh seciunea tehnic sec seciunea economicVa rezulta: sabs = max{steh , sec} Dup aceea se va alege un s din STAS. 7 unde:I1 I5 curenii prin tronsoane; I1 I5 curenii derivai din PT;s1 s5 puteri aparente ce intr n PT. 2.1. Dimensionarea pe baza criteriului economic Se adopt ipoteza seciunii constante pe toate tronsoanele. SevafolosiPE135/1991Instruciuniprivinddeterminareaseciuniieconomicen instalaiile electrice de distribuie cu tensiuni ntre 1 110 kV. I1 = I1 + I2 + I3 I2 = I2 + I3 I3 = I3 I4 = I4 + I5 I5 = I5 Ii = niUS 3' *, unde Un = 20 kV Iech = ==nkknkk kll I112 Sech = ecechjI Ik = Ika + jIkr jk = 2 2kr kaj j +j densitate de curent [A/mm2] Densitatea de curent se calculeaz funcie de tabelul de mai jos, innd cont de numrul de ore de funcionare: TSM [ore/an]300040005000 LEA0,880,800,72 LEC0,850,770,70 Tabel 2.1 8 Pentru un numr de ore de funcionare de 3980, densitatea de curent va fi: x =77 , 03980 400085 , 0 77 , 03000 4000 x = 0,7684 PTSi'Ii'lk -kVAkVkm 1629,7818,181,05 22585,3074,631,40 3584,5816,883,18 4581,316,781,40 51449,3641,841,35 Tabel 2.2 Ii = niUS 3' * I1 =A 18 , 1820 378 , 629= I2 =A 63 , 7420 33 , 2585= I3 =A 88 , 1620 358 , 584= I4 =A 78 , 1620 33 , 581= I5 =A 84 , 4120 336 , 1449= Curenii prin tronsoane vor fi: I1 = I1 + I2 + I3 = 18,18 + 74,63 + 16,88 = 109,69 A I2 = I2 + I3 = 74,63 + 16,88 = 91,51 A I3 = I3 = 16,88 A I4 = I4 + I5 = 16,78 + 41,84 = 58,62 AI5 = I5 = 41,84 A Calculul lui Iech pe fiecare din cele dou ramuri: Iech1 = 18 , 3 4 , 1 05 , 118 , 3 88 , 16 4 , 1 51 , 91 05 , 1 69 , 1092 2 23 2 1323 222 121+ + + + =+ + + + l l ll i l i l i= 51,11 A Iech2 = 35 , 1 4 , 118 , 3 84 , 41 4 , 1 62 , 582 25 4525 424+ + =+ + l ll i l i= 51,07 A Vor rezulta urmtoarele seciuni echivalente: Sech1 =51 , 667684 , 011 , 511= =ecechjImm2 Sech2 =46 , 667684 , 007 , 512= =ecechjImm2 Pentru c Sech1 > Sech2 se va alege Sech = 66,51 mm2

9 Pentru proiectul de fa, n care legtura dintre posturile de transformare se face cu LES de 20 kV, se va folosi tabelul cu datele nominalizate de mai jos: Sn r0 x0 b0 iadm mm2 /km/kmS/kmA 500,7030,10658135 700,5020,10158165 950,3700,09858195 1200,2930,09558225 Tabel 2.3 Se alege pentru seciunea conductorului din tabelul STAS de mai sus (Tabelul 2.3) valoarea de 70 mm2. 2.2. Dimensionarea seciunii folosind criteriul tehnic Criteriul tehnic utilizat n proiect e criteriul curentului admisibil n Ip seciuni constante. admIk k kIs 3 2 1max unde:k1 coeficient de corecie ce ine seama de rezistivitatea termic a solului; k2 coeficient de corecie ce ine seama de modul de pozare al cablului; k3 coeficient de corecie ce ine seama de temperatura solului; Dac se vor considera condiii normale de funcionare:-cablu pozat la 70 cm: -sol = 100 0C cm/W; -t = 20 0C. nseamn c 3 2 1k k k = 1 Imax Iadm Pentru a alege seciuneape bazacriteriului tehnic al curentului maxim admisibil, e necesar considerarea cazului cel mai favorabil. Acesta e atunci cnd: Imax = I1 + I2 + I3 + I4 + I5 = 18,18 + 74,63 + 16,88 + 16,78 + 41,82 = 168,305 A Dintabelul2.3sealegepentrucurentulmaximde166,3Aseciuneaconductoruluide95 mm2. Sec = 70 mm2 Stehn = 95 mm2 Va rezulta seciunea conductorului ca fiind max{Sec, Stehn} = 95 mm2 2.3. Determinarea numrului de conductoare de pe o faz Numrul deconductoare de pe o faz va rezulta cu formula: Nc = max,S kSjec n unde:kj = 1,57 pentru LES (coeficient ce ine seama de majorarea densitii de curent) Smax = 150 mm2 pt. LES (seciune maxim pentru tipul de conductor utilizat) Dac: Nc 1,41 Nc = 1 1,41 Nc 2,5 Nc = 2 Nc = 150 57 , 170= 0,29 Nc = 1 Deci se va folosi un conductor cu un singur conductor pe faz. 10 3. CALCULUL REGIMULUI DE FUNCIONARE PRIN METODA ASCENDENT-DESCENDENT Aceast metod se refer la reelele radiale. Se urmrete determinarea tensiunii n fiecare nod. Etapaascendent:Separcurgereeauadelaultimulnodsursi secalculeazcircuitul de puteri. Etapa descendent: Se parcurge de la locul surs ultimul nod i se calculeaz circuitul de puteri. Eunprocesiterativ.Secalculeazcderiledetensiunepeelementelereelei,respectiv tensiunea la noduri. UA = U1 = U2 = U3 = U4 = U5 = 20 kV PTSiBTlk -kVASkm PT1629,785860,093731,05 PT22585,302750,167811,40 PT3584,589130,093733,18 PT4581,309940,093731,40 PT51449,368100,167811,35 Tabel 3.1 11 Rezultatele, dup efectuarea iteraiilor, sunt trecute n tabelele de mai jos: IteratiaSBSCS3SDSESFSG -kVAkVAkVAkVAkVAkVAkVA 0584,58913584,60516573,42801967658,0331846658,04742923243,350183243,355354 1584,58913584,60475875,33815727659,9429157658,04706813243,349823243,355304 S2SHSISJSKS1SLSA kVAkVAkVAkVAkVAkVAkVAkVA 76,142773319,49813319,50323949,28323949,28663,016164012,3024012,30405 76,889663320,2453319,50313949,28313949,28663,526314012,8124012,30403 IteratiaSMSNS5SOSP -kVAkVAkVAkVAkVA 01449,368101449,3796849,082675071498,4623551498,473554 11449,368101449,379649,43935821498,8189551498,473474 SQSRS4SSSA SA kVAkVAkVAkVAkVAkVA 2079,783492079,78799860,973472140,76152140,76596153,06990 2079,783412079,78797261,324022141,11202140,76586153,06986 IteratiaUAUA-1U1U1-2U2U2-3U3 -kVkVkVkVkVkVkV 020 0,080466758 19,919533242 0,01690850251 19,90262473 0,157794381939 19,7448303578 120 0,080466757 19,919533243 0,01690850250 19,90262474 0,157794381936 19,7448303582 IteratiaUA UA-4 U4U4-5U5 -kVkVkVkVkV 0200,05724407919,9427559210,01503210164919,927723819514 1200,05724407819,9427559220,01503210164819,927723820184 Se observ c eroarea este foarte mic, deci nu mai este necesar calculul unei noi iteraii. Exemplu de calcul (Iteraia 0): Etapa ascendent: SB = S3 = 584,58 kVA SC = SB j 2332UB = 2 220209373 , 058 , 584 + = 584,605kVA 3232 23zUQ PSc c+= A = 3 2 2210 098 , 0 37 , 0 18 , 320605 , 584 + = 73,428kVA SD = SC + S3 = 584,605 + 73,428 = 658,033kVA SE = SD j 2332UB = 2 220209373 , 0033 , 658 + = 658,047kVA SF = SE + S2 = 658,047 + 2585,302 = 3243,350kVA SG = SF j 2222UB= 2 220216781 , 0350 , 3243 + = 3243,355kVA 2222 22zUQ PSG G+= A = 3210 382 , 0 4 , 120355 , 3243 = 76,142kVA 12 SH = SG + S2 = 3243,355 + 76,142 = 3319,498kVA SI = SH j 2222UB = 2 220216781 , 0498 , 3319 += 3319,503 kVA SJ = SI + S1 = 3319,503 + 629,785 = 3949,283 kVA SK = SJ j 2112UB = 2 220209373 , 0503 , 3319 + = 3949,286 kVA 1212 21zUQ PSK K+= A = 3210 382 , 0 05 , 120286 , 3949 = 63,016kVA SL = SK + S1 = 3949,286 + 63,016 = 4012,302kVA SA = SL j 2112UB = 2 220209373 , 0302 , 4012 + = 4012,304 kVA SM = S5 = 1449,368 kVA SN = SM j 2552UB = 2 220216781 , 0368 , 1449 + = 1449,379kVA 5252 25zUQ PSN N+= A = 3210 382 , 0 35 , 120379 , 1449 = 49,082kVA SO = SN + S5 = 1449,379 + 49,082 = 1498,462kVA SP = SO j 2552UB =2 220216781 , 0462 , 1498 + = 1498,473kVA SQ = SP + S4= 1498,473 + 581,309 = 2079,783kVA SR = SQ j 2442UB = 2 220209373 , 0783 , 2079 += 2079,787kVA 4242 24zUQ PSR R+= A = 3210 382 , 0 4 , 120787 , 2079 = 60,973 kVA SS = SR + S4 = 2079,787 + 60,973 = 2140,761kVA SA = SS j 24412UB = 2 220209373 , 0761 , 2140 + = 2140,765kVA SA = SA + SA = 4012,304 + 2140,765 = 6153,069kVA Etapa descendent: UA = 20 kV ''1''1 ' 1 1 ' 0 1 , '33 3 3AAAAA A AUSzUSz I z U U = = = A = A = 0,080kV U1 = UA - UA,1 = 20 0,080 = 19,919kV 1'12 12USz U = A = 919 , 1978 , 629 382 , 0 4 , 1 = 0,016 kV U2 = U1 - U12 = 19,919 0,016 = 19,902kV 2'23 23USz U = A = 902 , 19302 , 2585 382 , 0 18 , 3 = 0,157kV U3 = U2 - U23 = 19,902 0,157 = 19,744kV UA = 20 kV ' '' '44"AAAUSz U = A = 20762 , 2140 382 , 0 4 , 1 = 0,057 kV 13 U4 = UA - UA4 = 20 0,057 = 19,942kV 4'45 45USz U = A = 942 , 19309 , 581 382 , 0 35 , 1 =0,015kV U5 = U4 - U45 = 19,942 0,015 = 19,927kV Pentru Iteraia 1 s-au nlocuit tensiunile n noduri cu tensiunile rezultate din Iteraia 0: U1 = 19,919kV U2 = 19,902kV U3 = 19,744kV U4 = 19,942kV U5 = 19,927kV Apoi s-a refcut calculul. Datele rezultate sunt trecute n tabelele de mai sus. 4.COMPENSAREA PUTERII REACTIVE LA FACTOR DE PUTERE NEUTRAL cosi factor de putere pentru consumator cosn = 0,92 factor de putere neutral cos = 2 2Q PPSP+=La un consum cu cos < 0,8 absorbie nsemnat de Q din reea Dac ntr-un nod avem o tensiune foarte ridicat circulaie mare de Q n acel nod. Puterea reactiv absorbit din reea trebuie redus foarte mult. Funcionarea la un factor de putere redus are urmtoarele consecine: -cresc cderile de tensiune; -cresc pierderile de putere i energie n reea; -crete valoarea curentului de scurtcircuit. Pentrucunfactordeputereneutral,consumatorulnuplteteenergiareactivconsumat. Pentru un factor de putere sub cel neutral, consumatoroul pltete diferena de energie reactiv pn la factorul de putere neutral. Factorul de putere neutral depinde de dezvoltarea economic i tehnic a societii.Cos = ) ( ) (2 2 +i iiQ PP unde iP i iQ reprezint suma puterilor active i reactive pe cele 3 faze n practic, valoarea medie a lui cos pe o anumit perioad de timp (or, zi, lun, an) e dat de relaia: cos = 2) ( 11arww+ unde: wr consumul total de enrgie reactiv n intervalul considerat (kVArh) wa consumul total de enrgie activ n intervalul considerat (kWh) mbuntireafactoruluideputeresepoatefaceprinmijloacenaturale(schimbareade echipament) sau prin mijloace speciale (amplasare de surse de putere reactiv la consumatori). Pentru a realiza compensarea puterii reactive se parcurg etapele: 1.Stabilirea Q ce trebuie compensat; Qc = P (tg tgn) P: putere util consumat; Qc: putere reactiv ce trebuie consumat; : unghi corespunztor factorului de putere natural; n: unghi corespunztor factorului de putere neutral 14 Qc Qb (putere instalat de compensare) 2.Alegerea tipului sursei de compensare: obaterii de condensatoare (BC); ocompensatoare sincrone; ocompensatoare statice (SVC). n cadrul proiectului se vor folosi bateriile de condensatoare (BC). 3.Stabilirea locului de amplasare al sursei. oCompensare individual pe barele de JT sau MT ale consumatorului; oCompensare de grup pe partea de JT sau MT; oCompensare centralizat pe barele de JT sau MT; oCompensare mixt. n cadrul proiectului se vor folosi dou soluii de compensare: -Amplasarea bateriilor de condensatoare pe bara de JT; -Amplasarea bateriilor de condensatoare pe bara de MT; 4.1. Compensarea purerii reactive la joas tensiune Bateriile de condensatoare pot fi conectate n stea sau triunghi. 2)3(UQCcsteae=2UQCc=Ae unde: = 2f = 100 [rad/s] U = 0,4 [kV] A= C Cstea3steaQ Q 3 =A Puterea nominal a unui condensator ce corespunde conexiunii stea este: 15 =steanQ [kVAr] 45 15 3 3 = = =A stean nQ Q [kVAr] n acest proiect se va utiliza conexiunea triunghi. Qci = Pi (tgi tgn) Qbi = ncQ n 15 PTcosicosnintgitgnPiQc1Qb1 - 00 -- 00 kWkVArkVAr PT10,850,9231,804523,08560,61970,426050597,84135 PT20,800,9236,888623,08560,75000,42601965636,66675 PT30,900,9225,855023,08560,48430,426050029,1645 PT40,880,9228,372023,08560,53970,426048555,1790 PT40,780,9238,759123,08560,80230,42601070402,62450 Tabel 4.1 Qc1 = P1 (tg1 tgn) = 505(0,61 0,42) = 97,84 [kVAr] Qb1 = 3 x 45 = 135 [kVAr] Qc2 = P2 (tg2 tgn) = 1965(0,74 0,42) = 636,66 [kVAr] Qb1 = 15 x 45 = 675 [kVAr] Qc3 = P3 (tg3 tgn) = 500(0,48 0,42) = 29,16 [kVAr] Qb3 = 1 x 45 = 45 [kVAr] Qc4 = P4 (tg4 tgn) = 485(0,53 0,42) = 55,17 [kVAr] Qb4 = 2 x 45 = 90 [kVAr] Qc5 = P5 (tg5 tgn) = 1070(0,80 0,42) = 402,62 [kVAr] Qb5 = 10 x 45 = 1450 [kVAr] PTPi Qi fr comensare Qbi Qi cu compensare Si cu compensare cosi cu baterii -kWkVArkVArKVArkVA- PT1505312,96135177,96535,440,943 PT219651473,75675798,752121,140,926 PT3500242,1545197,15537,460,930 PT4485261,7890171,78514,520,943 PT41070858,43450408,431145,300,934 Tabel 4.2 Qi,comp = Qi, necomp Qb1 Q1,comp = 312,96 135 = 177,96[kVAr] Q2,comp = 1473,75 630 = 798,75[kVAr] Q3,comp = 242,15 45 = 197,15[kVAr] Q4,comp = 261,78 90 = 171,78[kVAr] Q5,comp = 858,43 450 = 408,43[kVAr] 2 2i i iP Q S + = 2 2196 , 177 505 + = S = 535,44[kVA] 2 2275 , 798 1965 + = S = 2121,14 [kVA] 2 2315 , 197 500 + = S= 537,46[kVA] 2 2478 , 171 485 + = S = 514,52[kVA] 2 2543 , 408 1070 + = S =1145,30[kVA] 16 iiiSP= cos943 , 044 , 535505cos111= = =SP926 , 014 , 21211965cos222= = =SP930 , 046 , 537500cos333= = =SP943 , 052 , 514485cos444= = =SP934 , 030 , 11451070cos555= = =SP Nr. crt.MrimeU.M.PT1PT2PT3PT4PT5 1SnTkVA63016006306301600 2nTbuc12111 3poPTkW1,920008,700001,920001,920004,35000 4i-0,849901,336560,853120,816700,71581 5Pinf,PTkW7,0211018,042467,074326,4832710,35025 6Q0,PTKVAr15,1200054,4000015,1200015,1200027,20000 7Qinf,PTkVAr27,3042684,3605027,5112525,2127049,18931 8PPTkW8,9411026,450858,994328,4032714,70025 9QPTkVAr42,42426138,7605042,6312540,3327076,38931 10SPTkVA43,35621141,2590743,5697341,1988177,79090 11PikW513,941101991,45085508,99432493,403271084,70025 12QikVAr220,38426937,51050239,78125212,11270484,81931 13SikVA 559,200032201,09119562,64577537,064781188,11801 Tabel 4.3 PTSiBTlk -kVASkm PT1559,200030,093731,05 PT22201,091190,167811,40 PT3562,645770,093733,18 PT4537,064780,093731,40 PT51188,118010,167811,35 Tabel 4.4 17 S-au efectuat iteraii i s-au obinut rezultatele din tabelele de mai jos: IteratiaSBSCS3SDSESFSG -kVAkVAkVAkVAkVAkVAkVA 0562,64577562,6624372,0368064634,699239634,7140082835,80522835,811 1562,64577562,6620673,6479096636,309978636,3243872837,41552837,421 S2SHSISJSKS1SLSA kVAkVAkVAkVAkVAkVAkVAkVA 71,198372907,00952907,01533466,215293466,21859,03653525,2543525,25716 71,832912909,25442909,26013468,460103468,46359,475363527,9383527,94078 IteratiaSMSNS5SOSP -kVAkVAkVAkVAkVA 01188,118011188,125944,439418911232,5653181232,572922 11188,118011188,1320544,719514461232,8515591232,865086 SQSRS4SSSASA kVAkVAkVAkVAkVAkVA 1769,637711769,64300256,243751825,88671825,89195351,14904 1769,929871769,93513956,524031826,45921826,46435351,72143 IteratiaUAUA-1 U1U1-2U2U2-3U3 -kVkVkVkVkVkVkV 0200,0706919,92930,01500605419,9142940,1342652319,780029 1200,0707519,92920,01500609519,9142410,1342656019,779975 IteratiaUA UA-4 U4U4-5U5 -kVkVkVkVkV 0200,04882434919,9511756510,01388210467019,937293546401 1200,04883965519,9511603450,01388211532019,937278230034 Exemplu de calcul (Iteraia 0): Etapa ascendent: SB = S3 = 562,645 kVA SC = SB j 2332UB = 2 220209373 , 0645 , 562 + = 562,662 kVA 3232 23zUQ PSc c+= A =3210 382 , 0 18 , 320662 , 562 = 72,036kVA SD = SC + S3 = 562,662 + 72,036 = 634,699kVA SE = SD j 2332UB = 2 220209373 , 0699 , 634 + = 634,714kVA SF = SE + S2 = 634,714 + 2201,091 = 2835,805kVA SG = SF j 2222UB= 2 220216781 , 0805 , 2835 + = 2835,811kVA 2222 22zUQ PSG G+= A = 3210 382 , 0 4 , 120811 , 2835 = 71,1983 kVA SH = SG + S2 = 2835,811 + 71,198 = 2907,0095kVA 18 SI = SH j 2222UB = 2 220216781 , 0009 , 2907 + = 2907,015 kVA SJ = SI + S1 = 2907,015 + 559,20 = 3466,215kVA SK = SJ j 2112UB = 2 220209373 , 0215 , 3466 + = 3466,218 kVA 1212 21zUQ PSK K+= A = 3210 382 , 0 05 , 120218 , 3466 = 59,036 kVA SL = SK + S1 = 3466,218 + 59,036 = 3525,254kVA SA = SL j 2112UB = 2 220209373 , 0254 , 3525 + = 3525,257 kVA SM = S5 = 1188,118 kVA SN = SM j 2552UB = 2 220216781 , 0118 , 1188 + =1188,125kVA 5252 25zUQ PSN N+= A = 3210 382 , 0 35 , 120125 , 1188 = 44,439 kVA SO = SN + S5 = 1188,125 +44,439 = 1232,565kVA SP = SO j 2552UB =2 220216781 , 0565 , 1232 + = 1232,572kVA SQ = SP + S4= 1232,572 + 537,064 = 1769,637kVA SR = SQ j 2442UB = 2 220209373 , 0637 , 1769 + = 1769,643kVA 4242 24zUQ PSR R+= A = 3210 382 , 0 4 , 120637 , 1769 = 56,243kVA SS = SR + S4 = 1769,643 + 56,243 = 1825,886kVA SA = SS j 2442UB = 2 220209373 , 0886 , 1825 + = 1825,891kVA SA = SA + SA = 3525,257 + 1825,891 = 5351,149kVA Etapa descendent: UA = 20 kV ''1 1 , 'AAAUSz U = A = 20257 , 3525 382 , 0 05 , 1 = 0,07kV U1 = UA - UA,1 = 20 0,07 = 19,92kV 1'12 12USz U = A = 92 , 192 , 559 382 , 0 4 , 1 = 0,015kV U2 = U1 - U12 = 19,92 0,015 = 19,914kV 2'23 23USz U = A = 92 , 19091 , 2201 382 , 0 18 , 3 = 0,134kV U3 = U2 - U23 = 19,914 0,134 = 19,770kV UA = 20 kV ' '' '44"AAAUSz U = A = 20891 , 1825 382 , 0 4 , 1 = 0,048 kV U4 = UA - UA4 = 20 0,048 = 19,951kV 19 4'45 45USz U = A = 951 , 19064 , 537 382 , 0 35 , 1 = 0,013kV U5 = U4 - U45 = 19,951 0,013 = 19,937kV 4.2. Compensarea puterii reactive la medie tensiune La medie tensiune, conectarea bateriei de condensator se face n dubl stea. 20 =ntnQ [kVAr] 480 3 = =ntn f bQ n n m Q[kVAr] unde:m nr stele (m = 2); nf nr. de condensatoare serie pe fiecare ramur (nf = 4); n nr. de ramuri n paralel pe faz i stea (n = 1). Deoarece n cazl compensrii la MT, configuraia reelei de joastensiune nu se modific, pierderile din PT vor fi aceleai ca i n cazul reelei necompensate. PTPiQiSitgitgnQc1Qb1 -kWkVArkVA--kVArkVAr PT1515,56361,69629,780,61970,426099,888480 PT21997,51641,272585,30,75000,4260647,194960 PT3509,47286,66584,580,48430,426029,714480 PT4494,35305,82581,30,53970,426056,230480 PT51089,19956,191449,360,80230,4260409,844480 Tabel 4.5 Qc1 = P1 (tg1 tgn) = 515,56(0,61 - 0,42) = 99,888 [kVAr] Qb1 = 1 x 480 = 480 [kVAr] Qc2 = P2 (tg2 tgn) = 1997,5(0,75 - 0,42) = 647,194 [kVAr] Qb1 = 2 x 480 = 960 [kVAr] Qc3 = P3 (tg3 tgn) = 509,47(0,48 - 0,42) = 29,714[kVAr] Qb3 = 1 x 480 = 480 [kVAr] Qc4 = P4 (tg4 tgn) = 494,35(0,53 - 0,42) = 56,230 [kVAr] Qb4 = 1 x 480 = 480 [kVAr] Qc5 = P5 (tg5 tgn) = 1089,19(0,80 - 0,42) = 409,844 [kVAr] Qb5 = 1 x 480 = 480 [kVAr] PTPi Qi fr compensare Qbi Qi cu compensare Si compensat cosi cu baterii -kWkVArkVArKVArkVA- PT1515,56361,694800515,561,000 PT21997,51641,27960681,272110,480,946 20 PT3509,47286,664800509,471,000 PT4494,35305,824800494,351,000 PT41089,19956,19480476,191188,740,916 Tabel 4.6 Qi,comp = Qi, necomp Qb1 Q1,comp = 361,69 480 = 0[kVAr] Q2,comp = 1641,27 960 = 681,27[kVAr] Q3,comp = 286,66 480 = 0[kVAr] Q4,comp = 305,82 480 = 0[kVAr] Q5,comp = 956,19 480 = 476,19[kVAr] 2 2' ' 'i i iP Q S + = 2156 , 515 ' = S = 515,56[kVA] 2 2227 , 681 5 , 1997 ' + = S = 2110,48 [kVA] 2347 , 509 ' = S= 509,47[kVA] 2435 , 494 ' = S = 494,35[kVA] 2 2519 , 476 19 , 1089 ' + = S =1188,74[kVA] iiiSP''cos = 156 , 51556 , 515''cos111= = =SP946 , 048 , 21105 , 1997''cos222= = =SP147 , 50947 , 509''cos333= = =SP135 , 59435 , 494''cos444= = =SP916 , 074 , 118819 , 1089''cos555= = =SP PTSiBTlk -kVASkm PT1515,560000,093731,05 PT22110,482190,167811,40 PT3509,470000,093733,18 PT4494,350000,093731,40 PT51188,735370,167811,35 Tabel 4.7 IteratiaSBSCS3SDSESFSG -kVAkVAkVAkVAkVAkVAkVA 0509,470509,48839868,548578,036578,0532688,5352688,541 1509,470509,48801570,006579,494579,5102689,9922689,998 S2SHSISJSKS1SLSA 21 kVAkVAkVAkVAkVAkVAkVAkVA 69,3242757,8662757,8723273,4323273,43557,3713330,8073330,809 69,9062759,9042759,9103275,4703275,47457,7743333,2483333,250 IteratiaSMSNS5SOSP -kVAkVAkVAkVAkVA 01188,7351188,74344,4501233,1941233,201 11188,7351188,74944,7211233,4701233,483 SQSRS4SSSASA kVAkVAkVAkVAkVAkVA 1727,5511727,55755,5701783,1281783,1335113,942 1727,8331727,83955,8411783,6801783,6865114,495 IteratiaUAUA-1 U1U1-2U2U2-3U3 -kVkVkVkVkVkVkV 0200,066719,93320,013832219,919360,128705319,79066 1200,066819,93310,013832319,919310,128705619,79061 IteratiaUA UA-4 U4U4-5U5 -kVkVkVkVkV 0200,04768019,9523190120,01277727640819,939541735833 1200,04769519,9523042360,01277728587019,939526950546 Datele din tabelele de mai sus au rezultat n urma efecturii iteraiilor pe puteri i tensiuni. 4.3. Calculul eficienei economice a compensrii Princompensaresereducpierderilenreeaidecicosturilepentruacelepierderi.Prin eficieneconomicseurmretestabilireaunuioptimntrecheltuielileefectuate(investiiintre baterii de condensatoare) i economiile fcute. Pentruapreciereaeficieneiinvestiieisevafolosiindicatorultimpderecuperarea investiiei. 4.3.1.Regimul necompensat Nr. crt.MrimeU.M.PT1PT2PT3PT4PT5 1SnTkVA63016006306301600 2nTbuc12111 3PoPTkW1,920008,700001,920001,920004,35000 4i-0,943031,535160,881830,874810,85737 5Pinf,PTkW8,6440823,802727,558437,4386414,84864 6Q0,PTKVAr15,1200054,4000015,1200015,1200027,20000 7Qinf,PTkVAr33,61588113,1218329,3938928,9280370,56779 8PPTkW10,5640832,502729,478439,3586419,19864 9QPTkVAr48,73588167,5218344,5138944,0480397,76779 10SPTkVA49,86768170,6458045,5118345,0312499,63498 11PikW515,564081997,50272509,47843494,358641089,19864 12QikVAr361,695881641,27183286,66389305,82803956,19779 13SikVA 629,785862585,30275584,58913581,309941449,36810 LiniaSconductorr0x0lkIiPliQli nrmm2 /km/kmkmAkWkVAr l1950,370,0981,05109,6814,020618151,237856377 l2950,370,0981,4091,5013,01047651,1486727 22 l3950,370,0983,1816,881,0057614450,088796956 l4950,370,0981,4058,625,3400170380,471460964 l5950,370,0981,3541,842,6232525220,231602475 PT Pi Qi cosiSiSnT Nr. Trafo -kWkVAr-kVAkVAbuc 1.505312,960,85594,116301 2.19651473,750,802456,2516002 3.500242,150,90555,556301 4.485261,780,88551,136301 5.1070858,430,781371,7916001 Puterea activ consumat ==51 ii CP P = 505 + 1965 + 500 + 485 + 1070 = 4525 kW Pierderi de putere activ n reea =A + A = A51) (iLi PTi rP P P = 10,564 + 32,507 + 9,478 + 9,358 + 19,198 + 14,04 + 13,01+ 1,005 + 5,34 + 2,623 = 117,123 kW Puterea activ consumat de la sistem Ps = Pc + Pr = 4525 + 117,123 = 4642,123 kW Puterea reactiv consumat ==51 ii CQ Q = 312,96 + 1473,75 + 242,15 + 261,78 + 858,43 = 3149,07 kVAr Pierderi de putere reactiv n reea =A A = A51) (iLi PTi rQ Q Q = 48,735 + 167,521 + 44,513 + 44,048 + 97,767 + 1,237 + + 1,148 + 0,088 + 0,471 + 0,231 = 405,759 kVAr Aportul capacitiv al cablurilor Qcap = BT * Uk2 PTBT Uk2Qcap -S(kV)2kVAr PT10,09373396,78780537,19290439 PT20,16781396,11447266,47272924 PT30,09373389,85832636,54336971 PT40,09373397,71351437,27967573 PT50,16781397,11417766,64045951 ==51,ii cap cabluQ Q = 37,192 + 66,472 + 36,543 + 37,279 + 66,640 = 244,129 kVAr Puterea reactiv consumat de la sistem Qs = Qc + Qr - Qcablu = 3149,07 + 405,759 244,129 = 3310,7 kVAr Energia activ consumat Eac = Pc TSM = 4525 * 3980 = 18,009 GWh Pierderi de energie activ n reea Ear =Pr = 117,123 * 2086,99 = 0,244 GWh durata de calcul a pierderilor de energie Pentru calculul lui se parcurg etapele: 1. Se aproximeaz timpul de funcionare la sarcin maxim: tM = 0,15 TSM = 0,15 * 3980 = 597 2. Se calculeaz durata echivalent de funcionare: tMe = tM + f(TSM - tM) = 0,25(3980 - 597) = 845,75 23 f = 0,25 3. Se calculeaz durata de calcul a pierderilor = Me stMe SMMet tt Tt+2) (= 75 , 845 8760) 75 , 845 3980 (75 , 8452+ = 2086,99 tst durata de studiere = 8760 ore Energia activ consumat de la sistem Eas = Eac + Ear= 18,009 + 0,244 = 18,253 GWh Energia reactiv consumat Erc = Qc * TSM = 3149,07 * 3980 = 12,533 GVArh Pierderi de energie reactiv n reea Err =Qr = 405,759 * 2086,99 = 0,846 GVArh Energia reactiv furnizat de aport capacitiv Er,cap = Qcap * tst = 244,129 * 8760 = 2,138 GVArh Energia reactiv consumat de la sistem Ers = Erc + Err - Er,cap = 12,533 + 0,846 2,138 = 11,241 GVArh Costul energiei active Cea = cea Eas = 2000 * 18,253 * 106 = 36.506 * 106 lei/kWh cea preul unitar al energiei active (cea = 2000 [lei/kWh]) Costul energiei reactive Cer = cer Ers = 500 * 11,241 * 106 = 5.620 * 106 lei/kWh cer preul unitar al energiei reactive (cea = 500 [lei/kVArh]) Energia reactiv ce se pltete pentru a ajunge la cos neutral Ers = Eas (tgs tgn) cosn = 0,92 coss = 2) ( 11asrsEE+= Cheltuieli totale CT = Cea + Cer = 36.506 * 106 + 5.620 * 106 = 42.126 * 106 lei/kWh 4.3.2. Compensare pe JT PTPi Qi fr comensare Qbi Qi cu compensare Si cu compensare cosi cu baterii -kWkVArkVArKVArkVA- PT1505312,96135177,96535,440,943 PT219651473,75675798,752121,140,926 PT3500242,1545197,15537,460,930 PT4485261,7890171,78514,520,943 PT41070858,43450408,431145,300,934 Nr. crt.MrimeU.M.PT1PT2PT3PT4PT5 1SnTkVA63016006306301600 2nTbuc12111 3poPTkW1,920008,700001,920001,920004,35000 4i-0,849901,336560,853120,816700,71581 5Pinf,PTkW7,0211018,042467,074326,4832710,35025 6Q0,PTKVAr15,1200054,4000015,1200015,1200027,20000 7Qinf,PTkVAr27,3042684,3605027,5112525,2127049,18931 8PPTkW8,9411026,450858,994328,4032714,70025 9QPTkVAr42,42426138,7605042,6312540,3327076,38931 10SPTkVA43,35621141,2590743,5697341,1988177,79090 11PikW513,941101991,45085508,99432493,403271084,70025 24 12QikVAr220,38426937,51050239,78125212,11270484,81931 13SikVA 559,200032201,09119562,64577537,064781188,11801 LiniaSconductorr0x0lkIiPliQli nrmm2 /km/kmkmAkWkVAr l1950,370,0981,05109,6814,020618151,237856377 l2950,370,0981,4091,5013,01047651,1486727 l3950,370,0983,1816,881,0057614450,088796956 l4950,370,0981,4058,625,3400170380,471460964 l5950,370,0981,3541,842,6232525220,231602475 Puterea activ consumat ==51 ii CP P = 505 + 1965 + 500 + 485 + 1070 = 4525 kW Pierderi de putere activ n reea =A + A = A51) (iLi PTi rP P P = 8,941 + 26,45 + 8,994 + 8,403 + 14,7 + 14,02 + 13,01 + + 1 + 5,34 + 2,623 = 103,481 kW Pierderi de putere activ n baterii de condensatoare = A = A51 ibi bP P = 0,0035(135+ 630 + 45 + 90 + 450) = 4,72 kW bi biQ P = A 0035 , 0 Puterea activ consumat de la sistem Ps = Pc + Pr + Pb = 4525 + 103,481 + 4,72 = 4633,201 kW Puterea reactiv consumat ==51 ii CQ Q = 312,96 + 1473,75 + 242,15 + 261,78 + 858,43 = 3149,07 kVAr Pierderi de putere reactiv n reea =A A = A51) (iLi PTi rQ Q Q = 42,424 + 138,76 + 42,631 + 40,332 + 76,389 + 1,237 + + 1,148 + 0,088 + 0,471 + 0,231 = 343,711 kVAr Puterea reactiv produs de bateriile de condensatoare ==51 ibi bQ Q = 135 + 630 + 45 + 90 + 450 = 1350 kVAr Aportul capacitiv al cablurilor Qcap = BT * Uk2 PTBT Uk2Qcap -S(kV)2kVAr PT10,09373397,15821137,22762442 PT20,16781396,56031666,54754721 PT30,09373391,18148636,6673961 PT40,09373398,04879937,31110371 PT50,16781397,49506366,70437678 ==51,ii cap cabluQ Q = 37,227 + 66,547 + 36,667 + 37,311 + 66,703 = 244,458 kVAr Puterea reactiv consumat de la sistem Qs = Qc + Qr - Qb - Qcablu = 3149,07 + 343,711 244,458 1350 = 1898,323 kVAr Energia activ consumat Eac = Pc TSM = 4525 * 3980 = 18,009 * 106 GWh 25 Pierderi de energie activ n reea Ear =Pr = 103,481 * 2086,99 = 0,215 * 106 GWh durata de calcul a pierderilor de energie Pentru calculul lui se parcurg etapele: 1. Se aproximeaz timpul de funcionare la sarcin maxim: tM = 0,15 TSM = 0,15 * 3980 = 597 2. Se calculeaz durata echivalent de funcionare: tMe = tM + f(TSM - tM) = 0,25(3980 - 597) = 845,75 f = 0,25 3. Se calculeaz durata de calcul a pierderilor = Me stMe SMMet tt Tt+2) (= 75 , 845 8760) 75 , 845 3980 (75 , 8452+ = 2086,99 tst durata de studiere = 8760 ore Energia activ pierdut n bateriile de condensatoare Eab = Pb TSM = 4,72 * 3980 = 0,018 GWh Energia activ consumat de la sistem Eas = Eac + Ear + Eab = 18,009 + 0,215 + 0,018 = 18,242 GWh Energia reactiv consumat Erc = Qc * TSM = 3149,07 * 3980 = 12,533 GVArh Pierderi de energie reactiv n reea Err =Qr = 343,711 * 2086,99 = 0,717 GVArh Energia reactiv furnizat de bateriile de condensatoare Erb =Qb * TSM = 1350 * 3980 = 5,373 GVArh Energia reactiv furnizat de aport capacitiv Er,cap = Qcap * tst = 244,458 * 8760 = 2,141 GVArh Energia reactiv consumat de la sistem Ers = Erc + Err - Erb - Er,cap = 12,533 + 0,717 5,373 2,141 = 5,736 GVArh Calculul investiiei n bateriile de condensatoare ==51 iiI I = (232 + 1.096 + 88 + 160 + 736) * 106 = 2.312 * 106 lei Ii = a + b * Qbi a parte fixaJT = 16*106 lei b parte variabilbJT = 1.600.000 lei/kVAr I1 = 16*106 + 1.600.000 * 135 = 232 * 106 lei I2 = 16*106 + 1.600.000 * 675 = 1.096 * 106 lei I3 = 16*106 + 1.600.000 * 45 = 88 * 106 lei I4 = 16*106 + 1.600.000 * 90 = 160 * 106 lei I5 = 16*106 + 1.600.000 * 450 = 736 * 106 lei Costul energiei active Cea = cea Eas = 2000 * 18,242 * 106 = 36.484 * 106 lei cea preul unitar al energiei active (cea = 2000 [lei/kWh]) Costul energiei reactive Cer = cer Erss = 500 * 5,736 * 106 = 2.868 * 106 lei cer preul unitar al energiei reactive (cea = 500 [lei/kVArh]) Energia reactiv ce se pltete pentru a ajunge la cos neutral Erss = Eas (tgs tgn) cosn = 0,92 coss = 2) ( 11asrsEE+= 26 Cheltuieli de ntreinere Cntr = 0,11 * I = 0,11 * 2.312 * 106 lei = 254,32 * 106 lei Cheltuieli totale CT = Cea + Cer + Cntr = 36.484 + 2.868 + 254,32 = 39.606,32 * 106 lei Calculul timpului de recuperare a investiiei JT comensatTnecompentTJT JTrC CIT,= = 6610 ) 32 , 39606 42126 (10 2312 = 0,917 4.3.3. Compensare pe MT PTPi Qi fr compensare Qbi Qi cu compensare Si compensat cosi cu baterii -kWkVArkVArKVArkVA- PT1515,56361,694800515,561,000 PT21997,51641,27960681,272110,480,946 PT3509,47286,664800509,471,000 PT4494,35305,824800494,351,000 PT41089,19956,19480476,191188,740,916 Puterea activ consumat ==51 ii CP P = 505 + 1965 + 500 + 485 + 1070 = 4525 kW Pierderi de putere activ n reea =A A = A51) (iLi PTi rP P P = 117,123 kW Pierderi de putere activ n baterii de condensatoare = A = A51 ibi bP P = 0,0035 (480 * 4 + 960) = 10,08 kW bi biQ P = A 0035 , 0 Puterea activ consumat de la sistem Ps = Pc + Pr + Pb = 4525 + 117,123 + 10,08 = 4652,203 kW Puterea reactiv consumat ==51 ii CQ Q = 312,96 + 1473,75 + 242,15 + 261,78 + 858,43 = 3149,07 kVAr Pierderi de putere reactiv n reea =A A = A51) (iLi PTi rQ Q Q = 48,735 + 167,521 + 44,513 + 44,048 + 97,767 + 1,237 + + 1,148 + 0,088 + 0,471 + 0,231 = 405,759 kVAr Puterea reactiv produs de bateriile de condensatoare ==51 ibi bQ Q = 480 * 6 = 2.880 kVAr Aportul capacitiv al cablurilor Qcap = BT * Uk2 PTBUk2Qcap -S(kV)2kVAr PT10,09373397,33053537,24377721 PT20,16781396,77928366,58429256 PT30,09373391,6683936,71303604 27 PT40,09373398,09444437,31538226 PT50,16781397,58473566,71942477 ==51,ii cap cabluQ Q = 37,243 + 66,584 + 36,713 + 37,315 + 66,719 = 244,575 kVAr Puterea reactiv consumat de la sistem Qs = Qc + Qr - Qb - Qcablu = 3149,07 + 405,759 2880 244,575 = 430,254 kVAr Energia activ consumat Eac = Pc TSM = 4525 * 3980 = 18,009 GWh Pierderi de energie activ n reea Ear =Pr = 117,123 * 2086,99 = 0,244 GWh durata de calcul a pierderilor de energie Pentru calculul lui se parcurg etapele: 1. Se aproximeaz timpul de funcionare la sarcin maxim: tM = 0,15 TSM = 0,15 * 3980 = 597 2. Se calculeaz durata echivalent de funcionare: tMe = tM + f(TSM - tM) = 0,25(3980 - 597) = 845,75 f = 0,25 3. Se calculeaz durata de calcul a pierderilor = Me stMe SMMet tt Tt+2) (= 75 , 845 8760) 75 , 845 3980 (75 , 8452+ = 2086,99 tst durata de studiere = 8760 ore Energia activ pierdut n bateriile de condensatoare Eab = Pb TSM = 10,08 * 3980 = 0,04 GWh Energia activ consumat de la sistem Eas = Eac + Ear + Eab = 18,009 + 0,244 + 0,040 = 18,293 GWh Energia reactiv consumat Erc = Qc * TSM = 3149,07 * 3980 = 12,533 GWh Pierderi de energie reactiv n reea Err =Qr = 405,759 * 2086,99 = 0,846 GWh Energia reactiv furnizat de bateriile de condensatoare Erb =Qb * TSM = 2880 * 3980 = 11,462 GVArh Energia reactiv furnizat de aport capacitiv Er,cap = Qcap * tst = 244,575 * 8760 = 2,142 GVArh Energia reactiv consumat de la sistem Ers = Erc + Err - Erb - Er,cap = 12,533 + 0,846 11,462 2,142 = 0 Calculul investiiei n bateriile de condensatoare ==51 iiI I = (1000 + 1960 + 1000 + 1000 + 1000) * 106 = 5.960 * 106 lei Ii = a + b * Qbi a parte fixaMT = 40*106 lei b parte variabilbMT = 2.000.000 lei/kVAr I1 = 40*106 + 2.000.000 * 480 = 1.000 * 106 lei I2 = 40*106 + 2.000.000 * 960 = 1.960 * 106 lei I3 = 40*106 + 2.000.000 * 480 = 1.000 * 106 lei I4 = 40*106 + 2.000.000 * 480 = 1.000 * 106 lei I5 = 40*106 + 2.000.000 * 480 = 1.000 * 106 lei Costul energiei active Cea = cea Eas = 2000 * 18,293 * 106 = 36.586 * 106 lei cea preul unitar al energiei active (cea = 2000 [lei/kWh]) 28 Costul energiei reactive Cer = cer Erss = 0 lei cer preul unitar al energiei reactive (cea = 500 [lei/kVArh]) Energia reactiv ce se pltete pentru a ajunge la cos neutral Erss = Eas (tgs tgn) cosn = 0,92 coss = 2) ( 11asrsEE+= Cheltuieli de ntreinere Cntr = 0,11 * I = 0,11 * 5.960 * 106 lei = 655,6 * 106 lei Cheltuieli totale CT = Cea + Cer + Cntr = (36.586 + 655,6) 106 = 37.241,6 * 106 lei Calculul timpului de recuperare a investiiei MT comensatTnecompentTMT MTrC CIT,= = 6610 ) 6 , 37241 42126 (10 5960 = 1,22 Deoarece: JT comensatTnecompentTJT JTrC CIT,= = 6610 ) 32 , 39606 42126 (10 2312 = 0,917 MT comensatTnecompentTMT MTrC CIT,= = 6610 ) 6 , 37241 42126 (10 5960 = 1,22 Rezult c metoda optim de compensare este cea pe joas tensiune. 29

Varianta Necompensat Compensat JT Compensat MT Putere activ [kW] Putere consumatPckW452545254525 Pierderi in reeaPrkW117,123103,481117,123 Pierderi n bateriiPbkW---4,7210,08 Putere consumat de la sistemPskW4642,1234633,2014652,203 Putere reactiv[kVAr] Putere consumatQckVAr3149,0703149,0703149,070 Pierderi in reeaQrkVAr405,759343,711405,759 Producie baterii condensatoareQbkVAr---13502880 Aport capacitiv LECQcapkVAr244,129244,458244,575 Putere consumat de la sistemQskVAr3310,71898,323430,254 Energie activ [kWh] Energie consumatEacGWh18,00918,00918,009 Pierderi n reeaEarGWh0,2440,2150,244 Pierderi n bateriiEabGWh---0,0180,040 Consum sistemEacGWh18,25318,24218,293 Energie reactiv [kVArh] Energie consumatErcGVArh12,53312,53312,533 Pierderi n reeaErrGVArh0,8460,7170,846 Producie n bateriiErbGVArh---5,37311,462 Aport capacitiv LECErcapGVArh2,1382,1412,142 Consum sistemErsGVArh11,2415,7360 InvestiiiIlei---2312*1065960*106 Cheltuieli totale anuale [lei/an] Cost energie activCealei36.506*10636.484*10636.586*106 Cost energie reactivCerlei5620*1062868*1060 Cheltuieli de ntreinereCntrlei---254,32*106655,6*106 Cheltuieli totaleCtotlei42.126*10639.606,32*10637.241,6*106 30 31 VariantaPT pi qi PPT QPTpi qi PLQLPQQb Qcap U kWkVArkWkVArkWkVArkWkVArkWkVArkVArkVArkV Necompensat 1 2 3 4 5 Compensat Joas Tensiune 1 2 3 4 5 Compensat MedieTensiune 1 2 3 4 5 32 5.STABILIREASCHEMEIOPTIMEDEFUNCIONAREFOLOSINDMETODEEURISTICEDE RECONFIGURARE Deimajoritateareelelorelectricedemedietensiuneauconfiguraiebuclat,elese exploateaz n configuraie radial sau arborescent. De aici rezult o multitudine de de configuraii de exploatare. Sepuneproblemaalegeriiuneiconfiguraiioptime,acestlucrufcndu-seprin reconfigurarea reelei. Reconfigurareareprezintmodificareastriinchis-deschisauneilaturidinreeafra modifica parametrii i mrimile de control a reelei. Schema general simplificat a unei reele de confguraie buclat exploatat n configuraie radial este: DESEN Modelulmatematicalproceduriidereconfigurareurmreteminimizareauneifuncii obiectiv f(U,I,c). unde:U tensiunea la noduri; I curenii prin laturi; c starea topologic a laturilor. Funcia obiectiv e nsoit de nite restricii: g,h(U,I,c). Obiectivele urmrite sunt: -minimizarea pierderilor de putere; -reducerea cderilor de tensiune; -obinerea unui nivel de tensiune ct mai uniform la consumatori; -ridicarea duratei de nealimentarea n caz de avarie; -reducerea ncrcrii laturilor sau echilibrarea ncrcrii laturilor. Principalele restricii sunt: -funcionale, care in de: oconexitatea reelei; ode caracterul arborescent al reelei. -tehnice: olimitri ale curenilor; oplaja de tensiune. Principalele metode de reconfigurare sunt: -metode sistematice; -metode euristice. n cadrul proiectului se vor folosi metodele euristice. Ele prezint 3 strategii de cutare: -constructiv; -distructiv; -permutrii pe ramuri. n proiect se va folosi strategia bazat pe permutri pe ramuri. Aplicarea strategiei de permutri pe laturi: DESENE 33 Puterileaparentesisuntcelecalculatepentrucazulcelmaiavantajosdinpunctdevedere economic.Cazulcelmaiavantajoscarearezultatnproiectuldefaestecelcucompensarepe joas tensiune. Pentru a reconfigura reeaua se parcurg urmtoarele etape: a. Se calculeaz curenii corespunztori puterilor si Ii = AiUs 3'UA = 20 kV Nr. crt.MrimeU.M.PT1PT2PT3PT4PT5 1SnTkVA63016006306301600 2nTbuc12111 3poPTkW1,920008,700001,920001,920004,35000 4i-0,849901,336560,853120,816700,71581 5Pinf,PTkW7,0211018,042467,074326,4832710,35025 6Q0,PTKVAr15,1200054,4000015,1200015,1200027,20000 7Qinf,PTkVAr27,3042684,3605027,5112525,2127049,18931 8PPTkW8,9411026,450858,994328,4032714,70025 9QPTkVAr42,42426138,7605042,6312540,3327076,38931 10SPTkVA43,35621141,2590743,5697341,1988177,79090 11PikW513,941101991,45085508,99432493,403271084,70025 12QikVAr220,38426937,51050239,78125212,11270484,81931 13SikVA 559,200032201,09119562,64577537,064781188,11801 I1 = 20 32 , 559= 16,14 A I2 = 20 3091 , 2201= 63,54 A I3 = 20 3645 , 562= 16,24 A I4 = 20 3064 , 537= 15,5 A I5 = 20 3118 , 1188= 34,29 A b.Sedetermincirculaiadecureniprintronsoaneconsidernddoarrezistenele conductoarelor. Determinarea curenilor IA i IB