6. Компенсация реактивной мощности

Реактивная мощность - величина, характеризующая нагрузки, создаваемые в электротехнических устройствах: колебаниями энергии электромагнитного поля в цепи синусоидального переменного тока, равна произведению действующих значений напряжения U и тока I, умноженному на синус угла сдвига фаз φ между ними: Q=U∙I∙sin ϕ (если ток отстаёт от напряжения, сдвиг фаз считается положи­тельным, если опережает - отрицательным). Единица реактивной мощности - вольт-ампер реактивный (var, вар). Физически "реактивная мощность" - это, на­пример, энергия, затрачиваемая на перемагничивание короткозамкнутой обмотки асинхронного двигателя при его работе, то есть любой асинхронный двигатель потребляет реактивную мощность из сети независимо от момента на своем валу. Реактивная мощность связана с полной мощностью S и активной мощстью Р соотношением: Q=. Синхронные генераторы, установленные на электрических станциях, могут как производить, так и потреблять реактивную мощность в зависимости от величины тока возбуждения, протекающего в обмотке ротора генератора. За счет этой особенности синхронных электрических машин осуществляется регулирование заданного уровня напряжения сети. Для устране­ния перегрузок и повышения коэффициента мощности электрических установок осуществляется компенсация реактивной мощности.

В качестве средств компенсации реактивной мощности используются стати­ческие конденсаторы напряжением до и выше 1 кВ и синхронные двигатели.

В данном курсовом проекте в качестве компенсирующих устройств, исполь­зуются статические конденсаторы.

Компенсация реактивной мощности по опыту эксплуатации производят до получения значения cosφ_к=0,92...0,95.

Расчетная реактивная мощность КУ, определяется по формуле

Q_к.р=α∙Р_м(tg ϕ- tg ϕ_к), квар (23)

где α=0,9 - коэффициент показывающий повышения cosφ естественным способом;

tg ϕ - кoэффициeнт реактивной мощности до компенсации;

tg ϕ_к - коэффициент реактивной мощности после компенсации.

Принимается cos ϕ_к=0,95, тогда tg ϕ_к=0,33.

Q_к.р=0,9∙163,21(0,82 -0,33)=76,4 квар.

По справочнику выбирается УКМ 58-04-100-33,3 УЗ мощностью Q_к.ст =67 квар со ступенчатым регулированием по 33,3 квар, по одной на секцию.

Определяются фактические значения cos ϕ_ф и tg ϕ_ф после компенсации реак­тивной мощности по формуле

tg ϕ_Ф = tg ϕ - , (24)

где Q_к.ст – мощность компенсатора, квар.

tg ϕ_ф = 0,82-=0,36

cos ϕ_ф = 0,94

Определяется мощность на ШНН с КУ

Так как компенсация реактивной мощности не влияет на максимальную ак­тивную мощность, она остается равной тому же значению, что и до ком­пенсации

Р_м = 163,21 кВт.

Определяется максимальная реактивная мощность по формуле

Q_м = Q_м1–Q_к.ст , квар, (25)

где Q_м1 – максимальная реактивная мощность до

компенсации, квар.

Q_м = 133,13–67=66,13 квар.

Определяется максимальная полная мощность по формуле (22)

S_м = = 176,1 кВ∙А.

Определяется максимальный ток по формуле (5)

=255,22 А.

Определяются потери в трансформаторе

Определяется потеря максимальной активной мощности по формуле

Р_м=0,02∙ S_м , кВт (26)

Р_м = 0,02∙176,1=3,52 кВт.

Определяется потеря максимальной реактивной мощности по формуле

Q_м = 0,1∙S_м, квар (27)

Q_м = 0,1∙∙176,1=17,61 квар.

Определяется потеря максимальной полной мощности по формуле (22)

S_м = = 17,96 кВ∙А.

Определяется мощность на ШВН

Определяется максимальная активная мощность путём суммирования максимальных активных мощностей

Р_м=163,21 + 3,52 = 166,73 кВт.

Определяется максимальная реактивная мощность путем суммирования максимальных реактивных мощностей

Q_м=66,13 +17,61 = 83,74 квар.

Определяется максимальная полная мощность по формуле (22)

S_мΣ = = 186,6 кВ∙А.

Определяется максимальный ток по формуле (5)

=270,43 А.