4 Компенсация реактивной мощности

Основными потребителями реактивной мощности являются асинхронные двигатели и индукционные печи. Прохождение в электрических сетях реактивных токов обуславливает добавочные потери активной мощности в линиях, трансформаторах, генераторах электростанций, дополнительные потери напряжения, требует увеличение номинальной мощности или числа трансформаторов, снижает пропускную способность всей системы электроснабжения.

Меры по снижению реактивной мощности: естественная компенсация без применения специальных компенсирующих устройств; искусственные меры с применением компенсирующих устройств.

К естественной компенсации относятся: упорядочение и автоматизация технологического процесса, ведущие к выравниванию графика нагрузки; создание рациональной схемы электроснабжения за счет уменьшения количества ступеней трансформации; замена малозагруженных трансформаторов и двигателей трансформаторами и двигателями меньшей мощности и их полная загрузка; применение синхронных двигателей вместо асинхронных; ограничение продолжительности холостого ход двигателей и сварочных аппаратов.

К техническим средствам компенсации реактивной мощности относятся: конденсаторные батареи, синхронные двигатели, вентильные статические источники реактивной мощности.

Компенсация реактивной мощности и установка компенсирующих устройств (КУ) может применяться для различных целей:

- для компенсации реактивной мощности по условию баланса реактивной мощности;

- для снижения потерь электроэнергии в сети;

- для регулирования напряжения.

Во всех случаях при применении КУ необходимо учитывать ограничения техническими режимными требованиями:

- необходимый резерв мощности в узлах нагрузки;

- располагаемая реактивная мощность на шинах источника;

- отклонение напряжения;

- пропускная способность электрических сетей.

При наличии электроприемников, подключенных к шинам 6 и 0,4 кВ, наиболее выгодна установка КУ двух напряжений.

Определяется расчетная мощность КУ

Q_ку = Q_р – Q_g , (4.1)

Q_ку = 253,74-102,32=151,42

где Q_g – реактивная мощность после компенсации, кВар (директивная).

Q_g = Р_р ∙ tgφ_g , (4.2)

Q_g = 461,88 ∙ 0,22=102,32 ,

где tgφ_g – директивный коэффициент, определяется по заданному коэффициенту мощности.

Затем выбираются статические конденсаторы, их тип, количество, и определяется мощность КУ Q_ку.

При расчете электрических нагрузок необходимо учесть потери мощности в цеховых трансформаторах.

ΔР_Т = 0,02S_p (4.3)

ΔР_Т = 0,02·527,47=10,54

ΔQ_Т= 0,1S_p (4.4)

ΔQ_Т= 0,1·527,47=52,75

Определяется расчетная мощность цеха по формуле

Р'_р = Р_р.ц. + ΔР_Т; (4.5)

Р'_р = 461,88 + 10,54=472,42;

Q'_р = Q_р.ц. – Q_ку + ΔQ_Т; (4.6)

Q'_р = 253,74 – 151,42 + 52,75=155,07;

(4.7)

Выясняется достаточность необходимого количества устанавливаемых компенсирующих устройств. Для этого определяется средневзвешенный коэффициент мощности по всему цеху

(4.8)