Компенсация реактивной мощности. Потребители реактивной мощности. Источники реактивной мощности

Компенсация реактивной мощности

Потребители реактивной мощности

Реактивная мощность, потребляемая промышленным предприятием, распределяется между отдельными видами электроприемников: 65 % приходится на АД, 20 – 25 % на трансформаторы и около 10 % на воздушные электрические сети и другие приемники.

Основную роль в балансе реактивной мощности асинхронных двигателей и трансформаторов играет реактивная составляющая мощности холостого хода, которая зависит от параметров (объема) магнитной цепи, мощности и конструкции машины, трансформатора.

Реактивная мощность холостого хода трансформаторов и асинхронных двигателей достигает 85 % от этого показателя при номинальной загрузке. Потребляемая асинхронным двигателем реактивная мощность  состоит из мощности холостого хода – Q_о  и  прироста мощности в счет нагружения двигателя -   DQ

                     (4.10)

здесь: Q_ном-Q_о=DQ – прирост потребляемой  реактивной мощности нагружаемого двигателя;

b - коэффициент фактической нагрузки двигателя

                       (4.11)

Q_о - Реактивная мощность при холостом ходе двигателя,

               (4.12)

где: I_o - ток холостого хода двигателя,

                    (4.13)

где:  Q_ном - реактивная мощность в номинальном режиме работы.

Подставив значения Q_о  и I_о в (4.11), получим реактивную мощность двигателя для заданного значения

           (4.14)

Полная (кажущая) мощность двигателя определится из (4.1)

В паспорте двигателя приведены значения номинальной мощности, номинального КПД, коэффициента мощности в номинальном режиме, тока холостого хода в % к номинальному.

Реактивная мощность при холостом ходе трансформатора расходуется, преимущественно, в магнитопроводе и по аналогии с асинхронным двигателем:

               (4.16)

Потребление реактивной мощности при полной (номинальной) загрузке трансформатора

                  (4.17)

Где:  u_к-напряжение короткого замыкания в % к U_ном

S_ном-номинальная (кажущаяся) мощность трансформатора

Фактическая реактивная мощность, потребляемая трансформатором 

Создание магнитного потока в магнитопроводе и на потоки рассеяния обмоток

                 (4.18)

где:    b -коэффициент нагрузки трансформатора подставив значения 4.17, 4.18 – получим

                      (4.19)

В пспорте трансформатора указаны значения I_ном, I_о в % к току номинальному  u_к , S_ном.

Электрические установки весьма мощные электроприемники, в которых корпуса печей и  подвергающая расплаву шихта есть ничто иное, как элементы матричного контура силового трансформатора. Вместе со вторичной обмоткой, ошиновкой, так называемой короткой сетью,  электродами образуется источник сильнейшего поля рассеяния. На создание этих потоков рассеяния расходуется реактивная мощность. печные трансформаторы снабжены на стороне высшего напряжения автотрансформаторами или вольт-добавочными приставками для плавного регулирования тока и , следовательно, мощности печи; создание магнитных потоков автотрасформаторных приставок сопровождается потреблением реактивной мощности. Суммарное потребление мощности электропечной установки

                    (4.20), где:

Q_ат- реактивная мощность автотрансформатора,

Q_с –реактивная мощность ,потребляемая короткой сетью

Компенсация реактивной мощности у потребителей позволяет:

1). снизить ток в передающих элементах сети, что приводит к уменьшению сечения кабельных и воздушных линий

2). Уменьшить полную мощность, что снижает мощность трансформаторов и их число

   <    

3). Уменьшить потери активной мощности, а также  потери в сетях от протекания реактивного тока

(4.2)

Виды компенсации

Единичная компенсация предпочтительна там, где требуется компенсация мощных (свыше 20 кВт) потребителей и потребляемая мощность постоянна в течении длительного времени.

Групповая компенсация применяется для случая компенсации нескольких, расположенных рядом и включаемых одновременно индуктивных нагрузок, подключенных к одному распределительному устройству и компенсируемых одной батареей.

Централизованная компенсация для предприятий с изменяющийся потребностью в реактивной мощности, оснащается специализированным контроллером и коммутационно-защитной аппаратурой, которая включает или отключает ступени конденсаторов.

Таблица – Технико-экономический эффект от применения конденсаторных установок

Срок окупаемости конденсаторных установок

,