Расчет реактивной мощности конденсаторной установки

Появление реактивной мощности (Q) в промышленных системах нередко приводит к дополнительными материальными и энергетическими затратами. Решить проблему призваны компенсирующие установки. Однако каждая модель должна решать определенный круг задач. Соответственно, произвести расчет реактивной мощности позволяет только комплексный подход, учитывающий ряд факторов.

Расчет реактивной мощности

Постановка проблемы

Реактивная мощность — показатель, характеризующий способность элементов системы аккумулировать или отдавать электроэнергию. Чем выше процент индуктивных нагрузок, тем выше энергия, возвращающаяся к генераторам и трансформаторам, что приводит к перегрузкам, перегреву и уменьшению КПД силовых установок. Избыточная электроэнергия снижает пропускную способность системы.

Для определения уровня Q используется такой показатель, как cos φ. Это коэффициент, отражающий отношение активной и полной мощности. Определив его значение, можно произвести расчет компенсации реактивной мощности, необходимой для проектирования наиболее эффективной КРМ. Для удобства расчета устройства компенсации реактивной мощности используется специальная таблица. Ключевыми параметрами в данном случае выступают реальный и требуемый cos φ. Они позволяют определить коэффициент k, через который найти мощность соответствующей установки.

Суммарную мощность КРМ можно подсчитать по формуле:

Qc = P x (tg(ф1)-tg(ф2)),

где Р – потребляемая активная мощность;
Qс – требуемая емкостная мощность;
а разница tg(ф1) и tg(ф2) зависит от значений cos(ф1) и cos(ф2);
cos(ф1) – фактический коэффициент мощности (до установки КРМ);
cos(ф2) – требуемый коэффициент (после монтажа компенсирующего Q оборудования).

Из вышесказанного можно вывести следующую формулу:

Qc = P x K,

где k – определенный по таблице коэффициент.

Факторы, влияющие на компенсацию Q

Расчет мощности конденсаторной установки

Реактивная мощность возникает локально, в системах с высоким процентом силовых установок, электродвигателей и других источников нелинейных нагрузок. В большинстве случаев напряжение системы мгновенно реагирует на повышение Q, что затрудняет передачу реактивной мощности на большие расстояния. Следовательно, для компенсации этого фактора предпочтительны локальные КРМ, блокирующие Q на локальном уровне, что обязательно учитывать при расчете конденсаторной установки любого типа. Вне зависимости от модели КРМ должна предотвращать распространение реактивной мощности и появление гармоник высшего порядка.

На распространение и уровень Q влияют не только конфигурация системы, но и эксплуатационный режим электрооборудования. Чем выше напряжение в сети и вероятность сбоев, тем сложнее и эффективнее потребуется установка.

В системах с нестабильным сетевым напряжением для компенсации реактивной мощности используются превентивные и корректирующие установки. В первом случае расчет мощности конденсаторной установки осуществляет заранее, еще до того, как проявится нестабильность системы. Во втором — после аварийного снижения напряжения. Корректировка осуществляется за счет коммутации компенсирующих реакторов, распределения параметров вторичной цепи и ряда других методов.

Яндекс.Метрика