Расчет компенсирующего устройства.

Компенсация реактивной мощности (КРМ) является неотъемлемой частью задачи ЭСН промышленного предприятия. КРМ не только улучшает качество ЭЭ в сетях, но и является одним из основных способов сокращения потерь ЭЭ. Для искусственной КРМ, называемой иногда «поперечной», применяются специальные компенсирующие устройства, которые являются источниками реактивной энергии емкостного характера.

Требование энергоснабжающей организации таковы, что на вводах предприятия значение cos φ ср.взв. должно быть в пределах 0,92 ... 0,95, так как может возникнуть перекомпенсация — избыточная реактивная мощность, вырабатываемая компенсирующей установкой (КУ) в периоды понижения нагрузок (обеденный перерыв, нерабочие и праздничные дни и т.п.) и передаваемая в сеть энергосистемы.

Результатом перекомпенсации является увеличение суммарных потерь мощности и энергии в электрических сетях, усложнение и удорожание устройств регулирования напряжения.

С января 1982 г. «Правила пользования электрической и тепловой энергией» не нормируют cos φ = 0,92÷0,95, а указывают суммарную реактивную мощность КУ, которая должна быть установлена на ПП согласно заданию ЭНС.

К сетям напряжением до 1 кВ предприятий подключают большую часть электроприемников, потребляющих реактивную мощность. Коэффициент мощности нагрузки обычно 0,7 ... 0,8, а сети 380...660 В удалены от энергосистемы и местных ТЭЦ, поэтому передача реактивной мощности в цеховые сети от источников ЭЭ приводит к повышенным затратам на увеличение сечения проводов и кабелей, на повышение мощности трансформаторов, на потери активной и реактивной мощности. Эти затраты можно уменьшить и даже устранить, если обеспечить компенсацию реактивной мощности непосредственно в сети напряжением до 1 кВ.

Источником реактивной мощности в этом случае могут быть синхронные двигатели (СД) напряжением 380...660 В и низковольтные конденсаторные батареи (НБК).

Недостающая часть (некомпенсированная реактивная нагрузка) перекрывается перетоком реактивной мощности с шин 6÷10 кВ, т.е. из сети ВН.

Для выбора компенсирующего устройства (КУ) необходимо знать:

- расчетную реактивную мощность КУ;

- тип компенсирующего устройства;

- напряжение КУ.

Расчетную реактивную мощность КУ можно определить из выражения [1]:

Q_к.р = α Р_м (tgφ – tgφ_k) (4.1)

где Q_к.р – расчетная мощность КУ, квар;

α- коэффициент, учитывающий повышение cosφестественным способом, принимается α = 0,9;

tgφ, tgφ_k – коэффициенты реактивной мощности до и после компенсации;

Р_м – выбирается по результату расчета нагрузок из «Сводной ведомости нагрузок».

Рассчитаем компенсирующее устройство:

1) Значения cosφ и tgφ до компенсации:

;

Учитывая, что ;

tgφ = 0,45;

После компенсации принимаем cosφ_к = 0,95 (из пределов cosφ = 0,92…0,95), соответственно, tgφ_к = 0,33;

2) Подставив найденные значения в формулу (4.1) получим расчетную реактивную мощность КУ:

Q_к.р = α Р_м (tgφ – tgφ_k) = 0,9∙295,56(0,45 – 0,33) = 31,9 квар.

Согласно найденной мощности выбираем из справочника (Приложение 6) компенсирующее устройство со стандартной мощностью 75 квар – УКН – 0,38 – 75 УЗ

3) Определяем фактическое значение cosφ_ф

Учитывая, что

cosφ_ф = 0,96.

Результаты расчетов заносим в Таблицу 3.

Таблица 3 – Сводная ведомость нагрузок

Параметр	Cosφ	tgφ	Рм, кВт	Qм, квар	Sм, кВА
Всего на НН без КУ	0,91	0,45	295,56	129,49	322,68
КУ
Всего на НН с КУ	0,96	0,16	295,56	54,49	300,54
Потери			6,45	38,86	39,4
Всего на ВН с КУ				93,35	339,94

4) Определяем расчетную мощность трансформатора с учетом потерь:

ΔР_Т = 0,02*S_нн = 0,02*322,68 = 6,45 кВт,

ΔQ_Т = 0,1*S_нн = 0,1*322,68 = 38,86 квар;