Ведомость основных комплектов рабочих чертежей

1.2 Расчет и выбор компенсирующего устройства

Компенсация реактивной мощности или повышение коэффициента мощности электроустановок промышленных предприятий имеет большое народнохозяйственное значение и является частью общей проблемы повышения КПД работы систем электроснабжения и улучшения качества отпускаемой потребителю электроэнергии.

Повышение коэффициента мощности электроустановок зависит от снижения потребления реактивной мощности.
Для улучшения коэффициента мощности (повышения cos φ или уменьшения tg φ) существует два способа:
1. Улучшение коэффициента мощности без применения компенсирующих устройств (естественная компенсация):
- упорядочение технологического процесса (не допущение простоя оборудования)
- замена малонагруженных трансформаторов и двигателей на трансформаторы и двигатели меньшей мощности;
- замена трансформаторов и другого электрооборудования старых конструкций на новые, более совершенные с меньшими потерями на перемагничивание и т.д.;
- качественный ремонт двигателей;
- отключение при малой нагрузке части силовых трансформаторов.
2. Если не удается улучшить коэффициент мощности до необходимой нормы естественным образом, применяют компенсирующие устройства (искусственная компенсация)
- статические конденсаторы;
- синхронные двигатели;
- синхронные генераторы.
Определим расчетную мощность компенсирующего устройства

Q_ку = Р_макс · (tg φ₁ – tg φ₂) · α,

где Р_макс – максимальная активная мощность цеха:

Р_макс = ƩР_макс + Р_осв = 225,4 + 21,5 = 246,9 кВт
tg φ₁ – коэффициент мощности до компенсации:

tg φ₁ = Q_макс / Р_макс ,

где Q_макс и Р_макс – суммарные расчетные нагрузки с учетом осветительной нагрузки:

Q_макс = ƩQ_макс + Q_осв = 124,71 + 12,9 = 137,61 кВАр
tg φ₁ = 137,61 / 146,9 = 0,56
tg φ₂ – коэффициент мощности, который должен быть получен после компенсации, tg φ₂ = 0,3;
α – коэффициент, учитывающий улучшение коэффициента мощности без применения компенсирующих устройств, α = 0,9
Q_ку = 246,9 · (0,56 – 0,3) · 0,9 = 58 кВАр.
По полученной реактивной мощности выбираем компенсирующее устройство: УКЗ – 0,415 – 60 со ступенчатым регулированием по 20 кВАр.
Так как компенсирующее устройство является источником реактивной мощности, то Q_макс по цеху найдем из разности:
Q_макс = Q_расч - Q_ку = 137,61 – 58 = 79,61 кВАр

Определим полную мощность по цеху без учета потерь:

Определим коэффициент мощности cos φ цеха с учетом компенсирующего устройства:

cos φ = Р_макс / S_макс = 246,9 / 259,4 = 0,96,

соответственно tg φ = 0,29

Определим реактивную мощность Q_макс цеха с учетом компенсирующего устройства:

Q_ср = Р_ср · tg φ = 74,34 · 0,29 = 21,6 кВАр