Рассчитать конденсатор компенсации реактивной мощности

Компенсация реактивной мощности асинхронных двигателей

Рассчитать конденсатор компенсации реактивной мощности

В таблице, приведенной ниже, представлены значения, мощности косинусного (фазового) конденсатора, подключаемого к клеммам асинхронного двигателя, для компенсации реактивной мощности без самовозбуждения. В любом случае необходимы измерения, чтобы максимальный ток текущий через конденсатор не превышал 90%, тока холостого хода двигателя.

Максимальная мощность двигателя Максимальная скорость вращения, об/мин
3000 1.500 1.000
л.с. кВт Максимальная мощность Квар
11 8 2 2 3
15 11 3 4 5
20 15 4 5 6
25 18 5 7 7,5
30 22 6 8 9
40 30 7,5 10 11
50 37 9 11 12,5
60 45 11 13 14
100 75 17 22 25
150 110 24 29 33
180 132 31 36 38
218 160 35 41 44
274 200 43 47 53
340 250 52 57 63
380 280 57 63 70
482 355 67 76 86

Однако, если мощность конденсатора больше чем величины, обозначенные в вышеупомянутой таблице или если: Qc> 90% Io √3U, то местная компенсация реактивной мощности двигателя возможна. Необходимо добавить контактор (C.2) в схему управления двигателем. Контакторы (С.1) (С.2) включаются одновременно.

Зависимость между мощностью конденсатора в кВАр и емкостью в мкФ

 [кВАр];

 [мФ], где

— емкость конденсатора, [мкФ];

— мощность конденсатора, [кВАр];

— частота сети [Гц];

— напряжение [В];

— число ПИ (3,141592654).

Низковольтные двигатели 0,4 кв

Мощность электродвигателя Компенсирующий конденсатор
220 В 380 В 440 В
кВт л.с. мкФ кВАр мкФ кВАр мкФ кВАр
0,2 1/4 15 0,27
0,4 1/2 20 0,36
0,75 1 30 0,55
1,5 2 50 0,91 10 0,544 10 0,730
2,2 3 75 1,37 15 0,817 15 1,095
3,7 5 100 1,82 20 1,089 20 1,460
5,5 7,5 175 3,19 50 2,722 40 2,919
7,5 10 200 3,65 75 4,083 40 2,919
11 15 300 5,47 100 5,444 75 5,474
15 20 400 7,30 100 5,444 75 5,474
22 30 500 9,12 150 8,166 100 7,299
30 40 800 14,60 200 10,888 175 12,772
37 50 900 16,42 250 13,609 200 14,597

Высоковольтные двигатели 6-10 кв

Мощность электрического двигателя Косинус фи двигателя на шильде Необходимый косинус фи
0,9 0,95 0,98
Компенсирующий конденсатор
кВт л.с. мкФ кВАр мкФ кВАр мкФ кВАр
37 50 0,80 9,83 10 15,59 15 20,24 20
40 0,805 10,11 10 16,33 15 21,36 20
50 0,815 11,33 15 19,12 20 25,40 25
55 75 0,820 11,75 15 20,31 20 27,22 25
60 80 0,825 12,04 15 21,38 20 28,92 30
75 100 0,830 14,08 15 25,75 25 35,17 30
100 0,840 16,16 15 31,73 30 44,29 40
110 150 0,845 16,34 20 33,46 30 47,28 50
125 0,850 16,93 20 36,38 50 52,09 50
150 200 0,855 18,34 20 41,68 50 60,53 50
200 0,860 21,81 20 52,94 50 78,06 75
220 300 0,900 0,00 34,24 30 61,88 50

Источник: http://www.matic.ru/clients/technical-directory/reactive-power-compensation-asynchronous-motors/

Расчет конденсаторной установки для компенсации реактивной мощности — Все об электричестве

Рассчитать конденсатор компенсации реактивной мощности

Реактивная мощность обусловлена способностью реактивных элементов накапливать и отдавать электрическую или магнитную энергию.

Eмкостная нагрузка в цепи переменного тока за время половины периода накапливает заряд в обкладках конденсаторов и отдаёт его обратно в источник.

Индуктивная нагрузка накапливает магнитную энергию в катушках и возвращает её в источник питания в виде электрической энергии.

Напряжение на выводах реактивного элемента будет достигать максимального значения во время смены направления тока, следовательно, расхождение во времени между напряжением и током в пределах элемента составит четверть периода (сдвиг фаз 90°).

Угол сдвига фаз φ в цепи нагрузки определяется соотношением активного и реактивного сопротивлений нагрузки.

Реактивная мощность характеризует потери, созданные реактивными элементами в цепи переменного тока, и выражается формулой Q = UIsinφ.

Природу потерь в цепи с реактивными элементами можно рассмотреть с помощью графиков на рисунках.

φ = 90°     sin90° = 1     cos90° = 0

При отсутствии активной составляющей в нагрузке, сдвиг фаз между напряжением и током составит 90°.
В начале периода, когда напряжение максимально – ток будет равен нулю, следовательно, мгновенное значение мощности UI в это время будет равно нулю.

Читайте также  Как рассчитать сечение многожильного провода?

В течении первой четверти периода, мощность можно видеть на графике, как произведение UI, которое станет равным нулю при максимуме тока и нулевом значении напряжения.

В следующую четверть периода на графике UI принимает отрицательное значение, следовательно, мощность возвращается обратно в источник питания.

То же самое произойдёт и в отрицательном полупериоде тока. В результате средняя (активная) потребляемая мощность P avg за период будет равна нулю.

В таком случае:

Реактивная мощность Q = UIsin90° = UI

Потребляемая мощность P = UIcos90° =
Полная мощность S = UI = √(P² + Q²) будет равна реактивной мощности
Коэффициент мощности P/S =

При отсутствии реактивных элементов и сдвига фаз в нагрузках, мгновенная мощность в полупериоде Umax*Imax будет максимальной, и в следующем полупериоде произведение отрицательного напряжения с отрицательным током дадут положительный результат – полезную мощность в нагрузке.

φ = 0°     sin90° = 0     cos90° = 1

В этом случае:
Реактивная мощность Q = UIsin0 =
Потребляемая мощность P = UIcos0 = UI
Полная мощность S = UI = √(P² + Q²) будет равна потребляемой мощности
Коэффициент мощности P/S = 1

Ниже представлен рисунок графиков со сдвигом фаз 45°, для случая равенства активного и реактивного сопротивлений в нагрузке.

φ = 45°     sin45° = cos45° = √2/2 ≈ 0.71

Здесь:
Реактивная мощность Q = UIsin45° = 0.71UI
Потребляемая мощность P = UIcos45° = 0.71UI
Полная мощность S = √(P² + Q²) = UI
Коэффициент мощности P/S = 0.71

В примерах рассмотрены случаи с индуктивной нагрузкой, когда ток отстаёт от напряжения (положительный сдвиг фаз). В случаях с ёмкостной нагрузкой, процессы и расчёты аналогичны, только напряжение будет отставать от тока (отрицательный сдвиг фаз).

Угол сдвига фаз в сети определится соотношением активного и реактивного сопротивлений нагрузок в параллельном соединении следующим образом:

XL и соответственно индуктивное и ёмкостное сопротивление нагрузок.Преобладание индуктивных нагрузок будет уменьшать общее индуктивное сопротивление.

Из выражения видно, что угол в этом случае будет принимать положительный знак, а преобладание ёмкостных нагрузок будет уменьшать ёмкостное сопротивление и вызывать отрицательный сдвиг. При равенстве индуктивного и ёмкостного сопротивлений, угол сдвига будет равен нулю.

В бытовых и производственных потребителях индуктивное сопротивление обычно существенно преобладает над ёмкостным.

Подробнее о вычислениях общего угла сдвига φ для вариантов соединений активного и реактивного сопротивлений в нагрузках можно ознакомиться на страничке электрический импеданс.

Компенсация реактивной мощности

Огромное количество индуктивных нагрузок в сети суммарно обладает колоссальной реактивной мощностью, которая возвращается в генераторы и не совершает никакой полезной работы, расходуя энергию на нагрев кабелей и проводов ЛЭП, перегружает трансформаторы, снижая их КПД, тем самым уменьшая пропускную способность активных токов.

Если параллельно индуктивной нагрузке подключить конденсатор, фаза тока в цепи источника будет смещаться в противоположную сторону, компенсируя угол, созданный индуктивностью нагрузки. При определённом соотношении номиналов, можно добиться отсутствия сдвига фаз, следовательно, и отсутствия реактивных токов в цепи источника питания.

Ёмкость конденсатора определяется реактивным (индуктивным) сопротивлением нагрузки, которое необходимо компенсировать:

C = 1/(2πƒX),

X = U²/Q — реактивное сопротивление нагрузки,
Q — реактивная мощность нагрузки.

Компенсация реактивных токов в сети позволяет значительно уменьшить потери на активном сопротивлении проводов ЛЭП, кабелей и обмоток трансформаторов питающей сети.

В целях компенсации реактивной мощности на производственных предприятиях, где основными потребителями энергии являются асинхронные электродвигатели, индукционные печи, люминесцентное освещение, которые обладают индуктивным сопротивлением, часто применяют специальные конденсаторные установки, способные в ручном или автоматическом режиме поддерживать нулевой сдвиг фаз, тем самым минимизировать реактивные потери. В масштабах энергосистемы компенсация происходит непосредственно на электростанциях путём контроля сдвига фаз и обеспечения соответствующего тока подмагничивания роторных обмоток синхронных генераторов станций.

Компенсация реактивной мощности — одна из составляющих комплекса мер по Коррекции Коэффициента Мощности (ККМ) в электросети (Power Factor Correction — PFC в англоязычной литературе). Применяется в целях уменьшения потерь электроэнергии, как на паразитную реактивную, так и нелинейную составляющую искажений тока в энергосистеме. Более подробно с материалом о ККМ (PFC) можно ознакомиться на странице — коэффициент мощности.

Онлайн-калькулятор расчёта реактивной мощности и её компенсации

Достаточно вписать значения и кликнуть мышкой в таблице.

Реактивная мощность Q = √((UI)²-P²) Реактивное сопротивление X = U²/Q Компенсирующая ёмкость C = 1/(2πƒX)

Похожие страницы с расчётами:

Рассчитать импеданс.

Рассчитать частоту резонанса колебательного контура LC.Рассчитать реактивное сопротивление катушки индуктивности L и конденсатора C.

Альтернативные статьи: Дизель-генератор

Источник: http://tel-spb.ru/rea_q.html

Высоковольтные конденсаторные установки

Конденсаторные установки (6 кв. и 10 кв.) компенсации реактивной мощности для сетей высокого напряжения предназначены, для повышения коэффициента компенсации реактивной мощности электроустановок промышленных предприятий и распределительных сетей напряжением 6 и 10 кВ, частоты 50Гц.

Читайте также  Как рассчитать нагрузку на розетку?
Варианты исполнения установок компенсации реактивной мощности на высокое напряжениеУКЛ(П) 56 (КРМ)УКЛ(П)57 (КРМ)АУКРМ, УКРМ (КРМ)АУКРМФ, УКМФ (КРМФ)
Номинальная , кВ 6,3; 10,5
Номинальная частота, Гц 50
Номинальная , квар от 100 квар и выше (рекомендуем заполнить опросный лист)
Стандартный шаг регулирования, квар 50; 100; 150; 200; 250; 300; 450 возможны другие варианты по требованию Заказчика
Варианты регулирования нерегулируемая / ручное регулирование автоматическое или ручное
Максимальная перегрузка по току, Iном 1,3
Максимальная перегрузка по напряжению, Uном 1,1
Схема соединения конденсаторов треугольник
Тип конденсаторов Однофазные или трёхфазные конденсаторные установки производства РФ или стран Европейского союза. Конденсаторы изготовлены в металлическом корпусе со встроенными разрядными резисторами. Конденсаторы пропитаны экологически безопасной диэлектрической жидкостью и защищены от короткого замыкания предохранителями.
Наличие защиты конденсаторов от токов высших гармоник установки используются в сетях с гармоническими искажениями согласно ГОСТ 13109-97 В составе используюттся в соответствии с параметрами электросети заказчика фильтры гармоник на 134; 189 и 210 Гц
Варианты исполнения металлический шкаф окрашенный полиэфирной композицией по RAL7032 с принудительной вентиляцией; блочно-модульный контейнер северного исполнения с утепленной металлической оболочкой, штатно оборудуется освещением, источником энергии 220В, системой отопления и вентиляции, опционально оборудуется системами пожаротушения и сигнализации, воздушным вводом.В обоих исполнениях возможна окраска в корпоративные цвета заказчика с нанесением логотипа компании (требуется ТЗ)
Варианты климатического исполнения внутреннее У3; наружнее У1; в блочно-модульном контейнере УХЛ1
Класс защиты от IP21 до IP54
Диапазон температур, стандартно от -40 до + 40 металический шкаф, от -60 до + 40 блочно-модульный контейнер
Габаритные размеры стандартно в соттветствии с типономиналом или по ТЗ заказчика

Источник: https://contur-sb.com/raschet-kondensatornoy-ustanovki-dlya-kompensatsii-reaktivnoy-moschnosti/

Конденсаторы для компенсации реактивной мощности | Справочник энергетика деревообрабатывающего предприятия

Рассчитать конденсатор компенсации реактивной мощности

Подробности Категория: Разное-архив

Для компенсации реактивной мощности применяют конденсаторы (см. табл. 10.2) и конденсаторные комплектные установки (см. табл. 10.4). Конденсаторы выпускают в корпусах трех габаритов; нулевого, первого и второго (18, 30 и 60 кг). Конденсаторы могут быть изготовлены на экспорт для поставок в страны с умеренным климатом, в том числе для частоты 60 Гц.

Допускается изготовление конденсаторов: УЗ — для верхнего значения температуры окружающей среды 50 °С мощностью 12 квар (первый габарит) и 24 квар (второй габарит); 3 — для верхнего значения температуры окружающей среды 45 и 50 °С в соответствии с табл. 10.2. Конденсаторы внутрисоюзной поставки для работы в условиях умеренного климата выпускают в соответствии с ГОСТ 1282—72 и ТУ 16—527.179—72. При оформлении заказа необходимо указывать тип конденсатора (см. табл. 10.

2), частоту, общую мощность или число конденсаторов, номер ГОСТ или ТУ. Источники реактивной мощности на напряжение 6—10 кВ экономичнее, чем на напряжение до 1000 В. Однако передача реактивной мощности со стороны 6—10 кВ может привести к увеличению установленной мощности трансформаторов 6—10/0,4—0,69 кВ и является причиной появления дополнительных потерь энергии в распределительных сетях и трансформаторах. Поэтому прежде всего необходимо решить вопрос компенсации реактивной мощности на стороне до 1000 В.

Исходя из этого, в табл. 10.2 дана характеристика конденсаторов на номинальные напряжения до 1000 В, как наиболее часто применяемых. При получении новых конденсаторов необходимо проверить: исправность корпуса изоляторов, контактных стержней, болта для заземления; не вытекает ли пропиточная жидкость. Конденсаторную установку осматривают не реже раза в месяц.

Во время осмотра проверяют: наличие защитных средств и средств тушения пожара; исправность цепи разрядного устройства; исправность контактов (внешний осмотр); напряжение на шинах конденсаторов или ближайшего распредустройства; исправность ограждений; не вспучиваются ли стенки корпусов конденсаторов и нет ли следов вытекания пропиточной жидкости (масла, совола); силу тока и равномерность нагрузки фаз (по амперметру установки); нет ли грязи, пыли, трещин на изоляторах; температуру окружающего воздуха.

При напряжении, превышающем 110% номинального для конденсаторов, увеличении тока более чем на 30 % номинального значения, неравномерности нагрузки фаз конденсаторной установки более 10 % среднего значения тока эксплуатация конденсаторов запрещается. Наличие пятен пропиточной жидкости (отпотевание) не является основанием для снятия конденсаторов с эксплуатации; такие конденсаторы необходимо взять под наблюдение.

Эксплуатация конденсаторов запрещается: при температуре окружающего воздуха, превышающей наивысшую и наинизшую температуры, допустимые для конденсаторов данного типа; при вспучивании стенок конденсаторов; при капельной течи пропиточной жидкости; при повреждении фарфорового изолятора. При появлении разрядов (треска) в конденсаторах, повышении напряжений на их зажимах или температуры окружающего воздуха до значений, близких к наивысшим допустимым, и других ненормальных явлениях в работе конденсаторов проводят внеочередные осмотры.

Читайте также  Как рассчитать вертикальный ветрогенератор для дома?

Комплектные конденсаторные установки

Конденсаторные установки серии УК-0,38 предназначены для компенсации реактивной мощности в электрических сетях промышленных предприятий, а также могут быть использованы для стабилизации напряжения путем изменения емкости в сети при отклонении напряжения от заданных пределов. Установки рассчитаны для работы: внутри помещений с невзрывоопасной средой, не содержащей едких газов, паров и токопроводящей пыли; при температуре окружающего воздуха от —40 до+40 °С; на высоте до 1000 м над уровнем моря; при относительной влажности до 80 % при температуре 20 °С; в местах, не подверженных тряске и ударам.

Ряды напряжений и мощностей устанавливают исходя из требований потребителей и оптимальной комплектации установок конденсаторов. В технически обоснованных случаях допускается изготовление установок с размерами отличными от указанных в табл. 10.3, но соответствующих ряду предпочтительных чисел ГОСТ. Конденсаторные установки должны обеспечивать в режиме автоматического управления автоматическое включение и отключение ступеней регулирования в зависимости от изменения реактивного тока или отключения напряжения сети (п. 1.3.10. Технических условий на изготовление). Конденсаторные установки УК мощностью 150—750 квар (табл. 10.4, 10.

5) рассчитаны на напряжение 0,38 кВ.

В маркировочной табличке на двери ячейки ввода указана действительная мощность установки, которая может отличаться от указанной в табл. 10.4 от —10 до +10 %.

10.3. Ряды мощностей конденсаторных установок
10.4. Конденсаторные установки серии УК

  1. Конденсаторные установки со ступенью регулирования 26 квар

На щитке, находящемся на двери ячейки ввода, указана фактическая мощность установки, которая может отличаться от номинальной от —5 до + 10%. Максимальный ток равен 130% (за счет повышения напряжений и высших гармоник).
На деревообрабатывающих предприятиях Советского Союза применяют и зарубежные комплектные установки (табл. 10.6).

  1. Комплектные конденсаторные установки производства ГДР

Номера вариантов

Реактивная мощность, квар

Число ступеней X мощность ступени, квар.

Масса установки, кг

общая

регулируемая

нерегулируемая

1

140

140

7X20

375

2

180

180

9X20

425

3

220

220

11X20

455

4

240

240

6X40

470

5

360

240

120

6X40

625

6

480

240

240

6X40

885

7

600

360

240

9X40

1145

8

720

480

240

12X40

1290

9

480

480

12X40

1500

10

960

480

480

12X40

1640

Не реже раза в месяц проводят осмотр конденсаторных установок (см. 10.4), а не реже раза в год — текущий ремонт с обязательным их отключением. При текущем ремонте производят: проверку степени затяжки гаек в контактных соединениях; проверку цепи разряда конденсаторов (мегометром); внешний осмотр качества присоединения ответвления к заземляющему контуру; проверку мегометром отсутствия замыкания между изолированными выводами и корпусом; замену выбывших из строя секций или конденсаторов; очистку поверхности изоляторов корпусов конденсаторов и каркаса от пыли и других загрязнений; подрегулирование устройств автоматики.

Контроль компенсации реактивной мощности

Потребляемую деревообрабатывающим предприятием реактивную мощность контролируют энергосбыты электроснабжающих организаций и Госэнергонадзор. Контролируемой является наибольшая потребляемая реактивная мощность за получасовой период в режиме максимума нагрузок энергосистемы. Период наибольших нагрузок устанавливает энергоснабжающая организация.

В соответствии с «Правилами пользования электрической и тепловой энергией» периоды контроля максимальной нагрузки не должны превышать: с октября по апрель утром 2 ч, вечером — 4 ч; с мая по сентябрь утром 2 ч, вечером 3 ч. Наибольшую потребляемую реактивную мощность учитывают по показаниям реактивных счетчиков. Записывают их 30-минутные показания в часы наибольшей нагрузки в любой (по выбору энергосистемы) день расчетного периода.

В соответствии с действующими «Правилами пользования электрической и тепловой энергией» скидки и надбавки к тарифу на электроэнергию определяют в зависимости от степени компенсации. Шкала скидок с тарифа и надбавок к тарифу на электрическую энергию за компенсацию реактивной мощности в установках потребителей дана в отраслевых «Указаниях по компенсации…».

При наличии нескольких питающих линий за расчетную принимают совмещенную получасовую реактивную мощность потребителя в часы суточного максимума нагрузки энергосистемы. При отсутствии специального устройства (суммирующего системы — сумматора) реактивную нагрузку нескольких линий можно определять путем умножения разновременных максимумов реактивной нагрузки на коэффициент одновременности.

Если потребитель поддерживает заданную электроснабжающей организацией степень компенсации реактивной мощности в пределах ±20%, электроснабжающая организация обязана поддерживать напряжение на границе раздела электросетей, обеспечивающее соблюдение требований ГОСТ (п. 77 «Правил пользования электрической и тепловой энергией»).

Источник: https://leg.co.ua/arhiv/raznoe-arhiv/spravochnik-energetika-derevoobrabatyvayuschego-predpriyatiya-31.html