Расчет и выбор конденсаторных батарей для компенсации реактивной мощности

Наиболее распространенными видами компенсирующих устройств, которые выполняют роль местных генераторов реактивной мощности на предприятиях, являются батареи статических конденсаторов и синхронные двигатели. Конденсаторные батареи устанавливают на цеховых общезаводских трансформаторных подстанциях — со стороны низкого или высокого напряжения.

Чем ближе компенсирующее устройство к приемникам реактивной энергии, тем больше звеньев системы электроснабжения разгружается от реактивных токов. Однако при централизованной компенсации, т. е. при установке конденсаторов на трансформаторных подстанциях, конденсаторная мощность используется более полно.

Мощность конденсаторных батарей может быть определена по диаграмме рис. 1.

Рис. 1. Диаграмма мощностей

Qк = P1 х tgφ1 - P2 х tgφ2,

где P1 и P2 - нагрузка до и после компенсации, φ1 и φ2 - соответствующие углы сдвига фаз.

Реактивная мощность, отдаваемая компенсирующей установкой,

Q = Q1 - Q2,

где Q1 и Q2 — реактивная мощность до и после компенсации.

Активная мощность, потребляемая из сети компенсирующим устройством

Рк = Р2 - Р1.

Величину необходимой мощности конденсаторной батареи можно определить приближенно без учета потерь в конденсаторах, которые составляют 0,003 - 0,0045 кВт/квар

Qк = P (tgφ1 - tgφ2)

Пример расчета и выбор конденсаторных батарей для компенсации реактивной мощности

Необходимо определить номинальную мощность Qк конденсаторной батареи, необходимой для повышения коэффициента мощности до значения 0,95 на предприятии с трехсменным равномерным графиком нагрузки. Среднесуточный расход электроэнергии Аа = 9200 кВтч; Ар = 7400 кварч. Конденсаторы установлены на напряжение 380 В.

Среднесуточная нагрузка

Pср = Аа/24 = 9200/24 = 384 кВт.

Мощность конденсаторных батарей

Qк = P (tgφ1 - tgφ2) = 384 (0,8 - 0,32) = 185 квар,

где tgφ1 = Ар/Аа = 7400/9200 = 0,8, tgφ2 = (1 - 0,95²)/0,95 = 0,32

Выбираем трехфазные конденсаторы типа KM1-0,38-13 каждый номинальной мощностью 13 квар на напряжение 380 В. Число конденсаторов в батарее

n = Q/13 = 185/13 = 14

Мощность различных конденсаторных установок для среднесуточной нагрузки можно найти в электротехнических справочниках и каталогах производителей.