2. Выбор компенсирующей установки

Одним из основных вопросов, решаемых при проектировании и эксплуатации систем электроснабжения промышленных предприятий, является вопрос о компенсации реактивной мощности.

Передача значительного количества реактивной мощности из энергосистемы к потребителям нерациональна по следующим причинам: возникают дополнительные потери активной мощности и энергии во всех элементах системы электроснабжения, обусловленные загрузкой их реактивной мощностью, и дополнительные потери напряжения в питающих сетях.

Компенсация реактивной мощности с одноимённым улучшением качества электроэнергии непосредственно в сетях промышленных предприятий является одним из основных направлений сокращений потерь электроэнергии и повышения эффективности электроустановок предприятий.

С точки зрения экономии электроэнергии и регулирования напряжения компенсацию реактивной мощности наиболее целесообразно осуществлять у его потребителей.

К сетям напряжением до 1 кВ на промышленных предприятиях подключается большая часть потребителей реактивной мощности. Коэффициент мощности нагрузки низкого напряжения обычно не превышает 0,8. Сети напряжением 380 В электрически более удалены от источников питания, поэтому передача реактивной мощности в сети НН требует увеличения сечений проводов и кабелей, повышения мощности трансформаторов и сопровождается потерями активной и реактивной мощности.

Затраты, обусловленные перечисленными факторами, можно уменьшить или даже устранить, если осуществлять компенсацию реактивной мощности в сети НН с помощью синхронных двигателей и конденсаторных батарей.

В данном проекте для компенсации реактивной мощности применяются статические конденсаторные установки.

Компенсации реактивной мощности по опыту эксплуатации производят до получения значения cosφ = 0,92 ÷ 0,95.

2.1. Находим величину реактивной мощности компенсирующей установки.

Q_ку = α • P_max • (tgφ - tgφ_к)

где α – коэффициент, учитывающий повышение cosφ естественным образом, принимается 0,9

tgφ – коэффициент реактивной мощности до компенсации

tgφ = Q_max/ P_max = 53,9 /84,2 = 0,6

tgφ_к – коэффициент реактивной мощности после компенсации. Если задаемся cosφ_к = 0,94, то тогда tgφ_к = 0,36

Q_ку = α • P_max • (tgφ - tgφ_к) = 0,6 • 84,2 • (0,6 – 0,36) = 12,1 квар

По полученному значению Q_ку выбираем конденсаторную установку

УКЗ – 0,38 – 54 мощностью 12,1 квар

2.2. Определяем общую максимальную реактивную мощность цеха с учётом компенсирующей установки.

Q_обш = Q_max - Q_ку = 53,9 – 12,1 = 41,8 квар

2.3. Определяем полную мощность цеха с учётом компенсирующей установки

S_max = √ P_max² + Q_обш² = √84,2² + 41,8² = 94 кВА

2.4. Определяем коэффициент мощности cosφ:

cosφ = P_max/ S_max =84,2/94 = 0,9

Что удовлетворяет требованиям ПУЭ, следовательно, компенсирующая установка выбрана верно.