2.5 Розрахунок компенсації реактивної потужності

В загальному випадку компенсація реактивної потужності [4, с.264] – це процес зниження реактивної потужності, що перетікає між джерелом живлення і електроприймачами. Проблема компенсації реактивної потужності є дуже актуальною для електропостачальних систем. З метою розуміння цього питання розглянемо рисунок 2.10, на якому наведена спрощена схема передачі електроенергії з двома ступенями трансформації.

Як видно з рисунка 2.10, кожна ділянка електропостачальної системи зумовлює збільшення реактивної потужності і відповідну зміну коефіцієнтів потужності. Так, якщо реактивна потужність навантаження на шинах 0,4 кВ становить 48% активної потужності, то вже на шинах генераторної напруги ця цифра досягає значення 72%. У реальних електропостачальних системах, де електрична енергія на шляху від джерела до електроприймача має значно більші ніж дві ступені трансформації, а довжина ЛЕП становить сотні і тисячі кілометрів, збільшення реактивної потужності, якщо не застосовувати заходи її компенсації, може бути значно більшою.

Рисунок 2.10 – До пояснення питання компенсації реактивної потужності

Тому задача оптимізації реактивної потужності зводиться до визначення таких значень реактивної потужності кожного джерела, при яких сумарні витрати досягають мінімуму при дотриманні балансу реактивної потужності.

Компенсація реактивної потужності досягається кондерсаторною установкою. Для знаходження її типу потрібно [5, с. 26] перевірити мінімальне необхідне число трансформаторів в цеховій ТП а також реактивну потужність, яка передається в мережу.

Мінімально необхідне число трансформаторів визначається за формулою:

, (2.31)

де – нормативний коефіцієнт завантаження трансформатора, який становить [6, с. 26] 0,5…0,98;

– номінальна потужність одного трансформатора, МВА;

– сумарна середня активна потужність, кВт.

Реактивна потужність, що передається, визначається формулою:

. (2.32)

Згідно наведених вище формул виконуємо розрахунок за такиими вихідними даними:

- = 98,7 кВт;

- = 137,1 кВар;

- вибрані два трансформатора з номінальною потужністю 250 кВА кожний, з яких один робочий, другий резервний.

Перевіряємо мінімальне необхідне число трансформаторів в цеховій ТП за формулою (2.31):

.

Обираємо =1.

Реактивна потужність, яка передається, визначаємо за формулою (2.32):

.

Перевіряємо значення коефіцієнта потужності cosφ [5, c. 26]:

.

При такому значенні коефіцієнта потужності можливі значні втрати. Слід підвищувати потужність батарей конденсаторів, щоб добитись [8, с.29] співвідношення cosφ = 0,85…0,98.

Знаходимо різницю реактивних потужностей, яку необхідно компенсувати:

.

З додатку В вибираємо тип конденсаторної установки для мережі 380 В, найближчу по потужності до 24 кВар. Таким чином, обираємо конденсаторну установку типу УК-0,38-110Н, в якій номінальна потужність становить 110 кВар з однією ступеню регулювання потужності, що вцілому задовільняє розрахунковим параметрам. Результати розрахунків заносимо до таблиці 2.9.

Таблиця 2.9 – Результати щодо вибору конденсаторної установки

Найменування	PpΣ, кВт	QpΣ, кВар	Qв, кВар	Qбк, кВар	Тип конденсаторної устан.	Ном.потужність, кВар	Число регул.ступенів, кВар
ТП	98,7	137,1	113	24,1	УК-0,38-110Н	110	1x110