Снижение потерь достигается подключением фазосдвигающего конденсатора в сетях с индуктивной составляющей. Конденсатор уменьшает реактивные потери в линии. Снижение силы тока Δ I при увеличении коэффициента мощности (Соs φ 2 > Cоs φ) определяет соотношение:
| Р ´ η 1 1 Δ I = ––– ––– (––––––– – ––––––––), (4.50) U Ö 3 Cоs φ Cоs φ 2 |
где: Р - мощность электродвигателя [ Вт ];
η - коэффициент полезного действия электродвигателя в долях единицы;
U - напряжение на зажимах электрической машины [ В ];
Cоs φ; Cоs φ 2 - коэффициент мощности потребителя электрической
энергии до и после подключения фазосдвигающего конденсатора.
Экономия электрической энергии Δ W [ Вт ´ час ] вследствие уменьшения реактивных потерь линии за время t [ час ] определяет выражение:
| Δ W = 3 ´ I 2 ´ R ´ t. (4.51) |
где: R - сопротивление фазного провода линии электропередачи от трансформатора до потребителя электрической энергии [ Ом ].
Экономия возможна при увеличении загрузки сети. При снижении коэффициента мощности Cos φ с 1 до 0,8 сила тока возрастает в 1,25 раза:
1 / 0,8 = 1,25. Потери на нагрев проводов растут пропорционально квадрату тока линии: 1,25 2 = 1,56. При Cos φ = 0,5 потери возрастают в 4 раза.
Для компенсации потерь устанавливают фазосдвигающие конденсаторы типов КМ (с пропиткой диэлектрика минеральным маслом) и КС (с пропиткой диэлектрика синтетическими жидкостями с высокой диэлектрической проницаемостью) В обозначении конденсатора КМ1 – 0,22 – 4,5 – 3У3 первая цифра обозначает габарит (размеры) конденсатора, вторая – рабочее напряжение в киловольтах [кВ], третья – полную мощность S [ кВАр ], четвертая – трехфазное исполнение, У3 – умеренный климат.
Емкость С [ Ф ] фазосдвигающего конденсатора при частичной компенсации сдвига фаз определяется выражением:
| РS 1 Cosφ1 С = ––––– (tg φ1 – tg φ2) = ––––––––– (tg φ1 – tg φ2). (4.52) ω ´ U 2ω ´ U 2 |
Из выражения (4.52) определяется тангенс угла потерь tg φ2 после компенсации:
| С ´ω´ U 2 Q 2 tg φ2 = tg φ1 – ––––––––– = ––––. (4.53) S 1 Cosφ1 Р |
Из (4.53) определяется полная потребляемая мощность S 2 [ ВА] электроприемника при неполной компенсации сдвига фаз:
| __________ _____________ __________ S 2 = Ö Р 2 + Q 2 2 = Ö Р 2 + (Р tg φ2) 2 = Р Ö1 + (tg φ2) 2 ; (4.54) |
где φ1и φ2 - углы сдвига фаз между током и напряжением на зажимах
электрической машины - до и после компенсации;
Q 2 -потребляемая электроприемником реактивная мощность после
неполной компенсации сдвига фаз [ ВАр ];
ω- круговая частота питающего тока.
Величина емкости конденсатора С [ Ф ] при полной компенсации сдвига фаз между током и напряжением на зажимах электрической машины. определяется выражением:
| Р С = ––––– tg φ 1. (4.55) ω ´ U 2 Векторная диаграмма «треугольника мощностей» приведена на рисунке 4.1. |
0 φ Р
QS
Рисунок 4.1 - Соотношение между активной Р [ Вт ], реактивной Q [ ВАр ]
и полной S [ ВА ] мощностями электроприемника в зависимости от угла сдвига фаз φ между вектором тока I [ А ] и напряжения U [В ]
|
Таблица 4.16 - Значения коэффициента с
в зависимости от материала провода
| Ном. напряж. UН В сети | Система сети. Род тока | С | |
| Cu | Al | ||
| 380 / 220 | Трехфазная с нулевым проводом | ||
| 380 / 220 | Двухфазная с нулевым проводом | ||
| Двухпроводная Const или» тока | 12,8 | 7,7 | |
| 220 / 127 | Трехфазная с нулевым проводом | 25,6 | 15,5 |
| 220 / 127 | Двухфазная с нулевым проводом | 11,4 | 6,9 |
| Двухпроводная Const или» тока Двухпроводная Const или» тока | 4,3 | 2,3 | |
| 3,8 | 2,6 | ||
| 3,2 | 1,9 | ||
| 0,34 | 0,21 | ||
| 0,153 | 0,092 | ||
| 0,038 | 0,023 |
