Вибір пристрою компенсації реактивної потужності

Методика вибору пристроїв компенсації реактивної потужності (КРП) полягає у виборі пристроїв, що дозволяють поліпшити коефіцієнт потужності споживача до необхідного значення і складається з наступних етапів:

  • • вибір місця установки пристрою КРМ;
  • • обчислення потужності пристрою КРМ;
  • • проведення необхідних перевірок і розрахунків;
  • • власне вибір пристрою КРМ.

Вибір місця установки пристрою КРМ

Залежно від особливостей конкретної електроустановки пристрої КРМ можуть бути встановлені, як показано на рис. 1.

Вибір пристрою компенсації реактивної потужності

Рис.1 - Вибір місця установки пристрою КРМ

  • 1. На введенні на стороні СН.
  • 2. На головній розподільчої шині.
  • 3. На вторинної розподільної шині.
  • 4. Індивідуальні конденсатори навантажень.

Обчислення потужності пристрою КРМ, проведення необхідних перевірок і розрахунків

У загальному випадку потужність пристрою КРМ визначається за формулою:

де:
  • • Kc = tgφ1 - tgφ2;
  • • Qc - потужність установки КРМ;
  • • P - активна потужність;
  • • tgφ1 - фактичний тангенс кута до застосування установки КРМ;
  • • tgφ2 - необхідний тангенс кута;
  • • Кс - розрахунковий коефіцієнт.

Для визначення коефіцієнта Кс існує спеціальна таблиця по якій, знаючи cosφ1 і cosφ2, можна визначити даний коефіцієнт, не вдаючись до математичних обчислень.

Спосіб обчислення активної потужності P, а також проведення необхідних перевірок і розрахунків пристрої КРМ залежить від місця його установки. Далі буде наведено приклад її обчислення в разі установки пристрою КРМ на головній розподільчої шині.

Вибір пристрою КРМ

Пристрої КРП вибираються за наступними технічними характеристиками:

  • • номінальна потужність;
  • • Номінальна напруга;
  • • номінальний струм;
  • • кількість підключаються ступенів;
  • • необхідність захисту від резонансних явищ з допомогою реакторів.

Необхідна потужність набирається ступенями по 25 і 50 квар, при цьому кількість ступенів не повинно перевищувати кількість виходів контролера, встановленого в установку КРМ, так як до кожного виходу може бути підключена один щабель.

Кількість виходів контролера позначається цифрою, наприклад, RVC6 (фірми АББ) має 6 виходів.

У разі необхідності захисту від резонансних явищ потрібне застосування захисних реакторів (трифазних дроселів), в такому випадку повинні вибиратися установки, наприклад типу MNS MCR і LK ACUL (фірми АББ).

Приклад вибору пристроїв КРП

Нижче наведено приклад вибору пристроїв КРП для мережі, показаної на рис.2.

Вибір пристрою компенсації реактивної потужності

Рис.2 - Однолінійна схема ГРЩ без УКРМ

Технічні характеристики пристроїв, що утворюють мережу, такі:

• Номінальна напруга 10 кВ;
• Частота 50 Гц;
• Коефіцієнт потужності cosφ = 0,75;

Трансформатори 1, 2:

• Номінальна напруга первинної обмотки 10 кВ;
• Номінальна напруга вторинної обмотки 400 В;
• Номінальна потужність S = 800 кВА;

Дані по кабелях і навантажень, що підключається через вторинні розподільні щити, представлені в таблиці 1.

Вибір пристрою компенсації реактивної потужності

Вибір місця установки пристрою КРМ

В якості місця установки пристроїв КРП прийняті головні розподільні шини, як показано на рис. 3.

Вибір пристрою компенсації реактивної потужності

Рис.3 - Однолінійна схема ГРЩ з УКРМ

1. Необхідні потужності пристроїв визначимо за формулою:

2. Сумарні активні потужності навантажень, які отримують живлення від кожного з двох трансформаторів, визначимо за формулою:

підставивши значення з таблиці 1, отримаємо:

• сумарне навантаження на перший трансформатор:

• сумарне навантаження на другий трансформатор:

3. Визначаємо середньозважений cosφ для першого трансформатора за формулою:

4. Визначаємо середньозважений cosφ для другого трансформатора за формулою:

5. Визначимо коефіцієнт Кс за допомогою таблиці 2, з огляду на, що необхідний cosφ2 = 0,95.

Вибір пристрою компенсації реактивної потужності

• для першого пристрою КРМ Кс1 = 0,474;
• для другого пристрою КРМ КС2 = 0,526.

6. Знаючи для кожного трансформатора Кс і P, визначимо необхідні потужності пристроїв КРП:

• для першого трансформатора:

• для другого трансформатора:

Розрахунок потужності пристрою КРМ на основі балансу потужності

7. Визначимо потужність пристрою КРМ за формулою [Л5. з 229].

• для першого трансформатора:

• для другого трансформатора:

де:
• Р - сумарне навантаження на трансформатор, кВт;
• tgφ1 - фактичний тангенс кута до застосування установки КРМ;
• tgφ2 - необхідний тангенс кута;

8. Визначаємо tgφ1 і tgφ2 знаючи cosφ1 і cosφ2:

• для першого трансформатора tgφ1:

• для першого і другого трансформатора tgφ2:

• для другого трансформатора tgφ1:

Відповідно прийнята необхідна потужність пристрою КРМ становить 270 і 300 квар.

9. Розрахуємо номінальний струм пристрою КРМ для першого трансформатора:

10. Розрахуємо номінальний струм пристрою КРМ для другого трансформатора:

При виборі автоматичних вимикачів для захисту пристрою КРМ, потрібно керуватися ПУЕ 7-видання пункт 5.6.15. Згідно з яким апарати і струмоведучі частини в ланцюзі конденсаторної батареї повинні допускати тривалий шлях струму, що становить 130% номінального струму батареї.

Визначаємо уставку по захисту від перевантаження:

• для УКРМ1: 390 * 1,3 = 507 А
• для УКРМ2: 434 * 1,3 = 564 А

Уставка захисту від КЗ повинна бути нечутлива до кидка струму. Уставка становить 10 x In.

Визначаємо уставку захисту від КЗ:

• для УКРМ1: 390 x 10 = 3900 А
• для УКРМ2: 434 x 10 = 4340 А

Перевірка установки КРМ на відсутність резонансу

В даному прикладі перевірка установки КРМ на відсутність резонансу не виконувалася, через відсутність нелінійного навантаження, а також відсутність суттєвих перекручень у мережі 10 кВ.

У разі ж, якщо у Вас переважає нелінійна навантаження, потрібно виконати перевірку УКРМ на відсутність резонансу, а також виконати розрахунок якості електричної енергії після установки УКРМ і завантаження батарей статичних конденсаторів (БСК).

Для зручності розрахунку за вибором пристрою компенсації реактивної потужності, я до цієї статті прикладаю архів з усією технічною літературою, яку використовував при виборі УКРМ.

Схожі статті