Расчет компенсации реактивной энергии

Выбор мощности компенсирующих устройств осуществляется в два этапа: при потреблении реактивной мощности (РМ) из энергосистемы в пределах экономического значения и потреблении РМ, превышающем экономическое значение.

На первом этапе определяется мощность батарей низковольтных конденсаторов (БНК), устанавливаемых в сети до 1 кВ по критерию выбора минимального числа цеховых трансформаторных подстанций; рассчитывается РМ СД (реактивная мощность синхронного двигателя), которую экономически целесообразно использовать для целей компенсации РМ по сравнению с потреблением из энергосистемы, не превышающим экономического значения. По завершении расчетов первого этапа составляется баланс РМ на границе балансового разграничения с энергосистемой. В случае дисбаланса РМ выполняется второй этап - рассматривается экономическая целесообразность получения дополнительной РМ за счет увеличения мощности БНК, более полного использования РМ, генерируемой СД, при сопоставлении этих источников с потреблением РМ из энергосистемы, превышающим экономическое значение. На втором этапе расчетов также определяется целесообразность установки батарей высоковольтных конденсаторов (БВК) в сети 6-10 кВ.

Если, согласно расчетным значениям и , коэффициент реактивной мощности получается слишком большим, необходимо скомпенсировать реактивную мощность для получения требуемого значения (соответствующего ).

Величина требуемой реактивной мощности:

(3.6.1)

Величина РМ, которую необходимо скомпенсировать:

(3.6.2)

Затем выбираются стандартные номинальные мощности БНК для сети до 1кВ каждого трансформатора в приложениях по таблице П5.

В целях использования генерируемой синхронными двигателями РМ для компенсации реактивной мощности каждая их группа рассматривается в зависимости от номинальной мощности и частоты вращения СД.

Таблица 3.6.1 – Расчёт низковольтных конденсаторных батарей.

Наименование цеха	Qрн, кВАр	Qт, кКАр	Qнк1, кВАр	Тип БНК	Ном. мощность QБНК, кВАр	Мощность ступени, кВАр и число ступеней, шт.

Значение РМ, генерируемой синхронными двигателями единичной номинальной мощностью свыше 2500 кВт и СД с частотой вращения свыше 1000 (об/мин) независимо от номинальной мощности, за исключением РМ, учтенной при определении электрических нагрузок, может быть определено по выражению:

(3.6.3)

где — располагаемая мощность СД, -номинальная реактивная мощность СД; — номинальная активная мощность СД; — номинальный коэффициент реактивной мощности СД.

Значение РМ, генерируемой СД номинальной мощностью до 2500 кВт и с частотой вращения до 1000 об/мин, определяется по выражению:

(3.6.4)

где = 0,2... 1,2 - коэффициент загрузки СД по РМ, определяется значением величины R ( - соотношение удельной стоимости на производство реактивной мощности () и удельной стоимости потерь активной мощности при генерации РМ в СД () при получении из энергосистемы РМ, не превышающей экономического значения).

Тогда РМ СД (), которую экономически целесообразно использовать для компенсации при одновременном потреблении РМ из энергосистемы, не превышающем экономическое значение, составит:

(3.6.5)

При рекомендуется уменьшить значение указанной в договоре на пользование электроэнергией (ДПЭ) величины до обеспечения условия:

(3.6.6)

где — расчетная реактивная нагрузка предприятия.

В этом случае при проектировании выбор мощности установок компенсации следует считать законченным.

В осветительных и силовых сетях напряжением 380/220 В применяют главным образом трехфазные конденсаторные установки с параллельным соединением конденсаторов, соединяемых по схеме треугольника.

Схема соединения однофазных КБ напряжением 6-10 кВ в треугольник приведена на рис. 3.6.2.

В схемах КБ предусматриваются разрядные сопротивления (лампы накаливания, трансформаторы напряжения, резисторы). Эти сопротивления необходимы для разряда конденсаторов после их отключения, так как естественный саморазряд происходит медленно. Для более экономичного использования компенсирующих устройств (СД и КБ) в условиях эксплуатации они могут быть оборудованы устройствами автоматического или ручного управления, позволяющими полностью или частично регулировать мощность КУ в периоды наименьших и наибольших нагрузок предприятия.

Рис. 3.6.1 - Присоединение конденсаторов к шинам на напряжение 380 В

Конденсаторные установки должны иметь защиту от токов КЗ, действующую на отключение без выдержки времени. Такая защита осуществляется автоматами с электромагнитным расцепителем.

Рис. 3.6.2 - Присоединение конденсаторов к шинам на напряжение 6 -10 кВ:

а - через разъединитель и выключатель; б - через предохранители

Номинальный ток БНК определяется по формуле:

.

(3.6.7)

Выбор БНК осуществляется с учётом следующего условия

(3.6.8)

Таблица 3.6.2 – Выбор защиты конденсаторных установок

Тип БНК	Iнк, А	IУ, А	Технические данные автоматов
Тип автомата	Iнр, А