Выбор батареи конденсаторов

Под реактивной мощностью понимается электрическая нагрузка, создаваемая колебаниями энергии электромагнитного поля. В отличие от активной мощности реактивная, циркулируя между источниками и потребителями, не выполняет полезной работы. Принято считать, что реактивная мощность потребляется (Q_L), если нагрузка носит индуктивный характер (ток отстает по фазе от напряжения) и генерируется (Q_с) при емкостном характере нагрузки (ток опережает по фазе напряжение).

Реактивная мощность запасается в виде магнитного и электрического полей в элементах электрической сети, электроприемниках, обладающих индуктивностью и емкостью.

Основными электроприемниками реактивной мощности на промышленных предприятиях являются асинхронные двигатели - на их долю приходится 60...65% потребляемой реактивной мощности, 20…25% приходится на трансформаторы, 10…15% - на другие электроприемники (преобразователи, реакторы, газоразрядные источники света) и линии электропередачи.

Под компенсацией реактивной мощности понимается снижение реактивной мощности, циркулирующей между источниками тока и электроприемниками, а следовательно, и снижение тока в генераторах и сетях.

Проведение мероприятий по компенсации реактивной мощности дает значительный техно-экономический эффект, заключающийся в снижении потерь активной мощности:

,

потерь напряжения:

в лучшем использовании основного оборудования, в увеличении пропускной способности элементов сети по активной мощности:

где Q_к – мощность компенсирующих устройств.

Во вновь проектируемых электрических сетях компенсация реактивной мощности позволяет снизить число и мощность силовых трансформаторов, сечения проводников линий и габариты аппаратов распределительных устройств.

Пример. Предприятие потребляет активную мощность P₂=1550 кВт при коэффициенте мощности cos φ=0,72. Энергосистема предписала уменьшить потребляемую реактивную мощность до 450 квар.

Определить:

1) необходимую мощность конденсаторной батареи и выбрать её тип;

2) необходимую трансформаторную мощность и коэффициент нагрузки в двух случаях:

а) до установки батареи;

б) после установки батареи. Выбрать тип трансформатора. Номинальное напряжение сети 10 кВ.

1. Необходимая трансформаторная мощность до установки конденсаторов

S _тр = P ₂ / cos φ ₂ = 1550/0,72 = 2153 кВА

По табл. 1 выбираем трансформатор типа ТМ-2500/10 с номинальной мощностью

2500 кВА. Коэффициент нагрузки

k _н = 2153/2500 = 0,86.

2. Необходимая предприятию реактивная мощность

Q = S _тр sin φ ₂ = 2153 ∙ 0.693 = 1492 квар.

3. Необходимая мощность конденсаторной батареи

Q _б = Q – Q _э = 1492 – 450 = 1042 квар.

По табл. 2 выбираем комплектные конденсаторные установки типа УК-0,38 – 540Н мощностью 540 квар в количестве 2 шт. Общая реактивная мощность составит Q’_б=2∙540=1080 квар, что близко к необходимой мощности 1042 квар.

4. Нескомпенсированная реактивная мощность

Q _нск = Q – Q ’_б=1492 – 1080= 412 квар.

5. Необходимая трансформаторная мощность

Принимаем к установке один трансформатор ТМ-1600/10 мощностью 1600 кВА. Его коэффициент нагрузки составит: k_н=1604/1600~1,0.

Таким образом, компенсация реактивной мощности позволила значительно уменьшить установленную трансформаторную мощность.

БИБЛИОГРАФИЯ

Основные источники:

1).Электроснабжение и энергосбережение с использованием возобновляемых источников энергии

Иванов Владимир Михайлович, Бахтина Ирина Алексеевна, Иванова Татьяна Юрьевна, Ильиных Сергей Викторович

2015г. Источник: Российская государственная библиотека (РГБ)

2).Программное обеспечение задач энергосбережения в системах электроснабжения энергоемких производств

Колесник Ю.Н.

2014г. Источник: Российская государственная библиотека (РГБ)

3).Автоматизированные гидроэнергетические установки для электроснабжения и энергосбережения автономных потребителей

Иванов Владимир Михайлович, Иванова Татьяна Юрьевна, Бахтина Ирина Алексеевна, Трутнев Павел Сергеевич

2015г. Источник: Российская государственная библиотека (РГБ)

Дополнительные источники:

1. www.matburo.ru/literat.php

2. www.gaudeamus.omskciti.com

3. www.alleng.ru

4. www.math.ru

5. www.4tivo.com/edukation