Для компенсации реактивной мощности используются батареи конден­саторов, синхронные машины и специальные статические источники реак­тивной мощности.

Распределение потерь реактивной мощности, изменение угла φ и напря­жения приведено на рис. 1.

Батареи конденсаторов (БК) — специальные емкостные КУ, пред­назначенные для выработки реактивной мощности. В настоящее время вы­пускаются комплектные конденсаторные установки (ККУ) серии УК-0,38 на напряжение 380 В мощностью 110..,900 квар (табл.1) и серии УК-6/10 мощностью 450… 1800 квар (табл.2) ККУ собирается в шкафах с аппаратурой защиты, измерения, управления (рис.2, а также в табл 3 и 4).

Наша компания Тесла всегда готова проконсультировать Вас по вопросам компенсации реактивной мощности. Типовые установки для компенсации реактивной мощности можно посмотреть в соответствующем разделе сайта и заказать на Ваш объект. Стоимость рассчитывается индивидуально. 

В данной статье указаны только справочные данные на конденсаторные установки.

Таблица 1 -Технические данные статических конденсаторных установок напряжением до 1000 В

Тип установки	Номинальная мощность, квар	Число х мощность регули­руемых ступеней,квар
УК-0,38-110Н	110	1×110
УК-0.38-220Н	220	2×110
УК~0,38-320Н	320	3×110
УК-0,38-430Н	430	4×110
УК-0,38~540Н	540	5×110
УК-0.38-150Н	150	1×150
УК-0,38-300НЛ, НП	300	2×150
УК^0,38-450НЛ, НП	450	3×150
УК-0,38-600НЛ, НП	600	4×150
УК-0.38-900НЛ, НП	900	6×150

 

Таблица 2 — Технические данные статических конденсаторных установок напряжением выше 1000 В

Тип установки	Номинальная мощность, квар	Число х мощность регули­руемых ступеней, квар
УК-6/10-450 ЛУЗ, ПУЗ	450	—
УК-6/10-675 ЛУЗ, ПУЗ	675	—
УК-6/10-900 ЛУЗ, ПУЗ	900	—
УК-6/10-110 ЛУЗ, ПУЗ	1125	—
УК-6/10Н-900Л, П	900	1×900
УК-6/10Н1350Л, П	1350	1×1350
УК-6/ЮН-1800 Л, П	1800	1×1800

Примечания: 1. В УК-6/10 на вводах установлены разъединители; в УК-6/10Н с автоматическим регулированием на вводах установлены высоковольтные выключателя 2. УК комплектуется конденсаторами с встроенными разрядными сопротивлениями.

При отключении конденсаторы сохраняют напряжение остаточного за­ряда, представляющее опасность для персонала и затрудняющее работу выключателей. По условиям безопасности требуется применение разрядных устройств. В качестве разрядных устройств применяются два однофазных трансформатора напряжения (НОМ) (рис.3). В батареях на 380—660 В вместо НОМ  для той же цели включают сопротивления или лампы на­каливания (две лампы и более, последовательно в каждой разрядной ветви), В новых конденсаторах применяют встроенные разрядные сопротивления.

Рисунок 1 — Распределение потерь ΔQ_n реактивной мощности в эквивалентной схеме энергосистемы (а) и изменение угла φ и напряжения в цепи «электростанция — потребитель» в узлах АБВГД (б)

Таблица 3 — Установки конденсаторные 0,38 кВ

Тип	Iном одной фазы, А	Число ступеней	Габариты, м	Масса, кг
С автоматическим регулированием
УКЛ (П) H-0,38-300-150 УКЛ (П) Н-0,38-216-108	458 336	2	1,92×0.5×1.66	612 610
УКЛ (П) Н-0,38-450-150	686	3	2,62×0,5×1,66	880
УКЛ (П) Н-0,38-324-108	488	3		875
УКЛ (П) Н-0,38-600-150 УКЛ (П) Н-0,38-432-108	916 656	4	3,32×0,5×1,66	1150 1145
Со ступенями регулированием
УКЛ (П) 0,38-108-36	164	3	1.22×0,5×1,66	335
УКЛ (П) 0,38-150-50	228	3
УКЛ (П) 0,38-216-54	328	4	1,92×0,5×1,66	575
УКЛ (П) 0,38-300-75	456	4
УКБН-0,38-100-50	—	2	0,8×0,44×0,9	195
УКБН-0,38-200-50	—	4	0,8×0,44×1,7	365
УКБН 0,38-300-50	—	6	0,8×0,44×2,47	530

 

На рис. 2 и 3 приведены конденсаторные установки комп­лектного типа.

Рис. 2 —  Установка УК-0,38-110:1   — амперметр;2   — вольтметр;3 — предохранитель; 4 — контактор; 5 — панель управления; 6 — трансформатор тока, 7 — заземляющий болт; 8 — конденсатор

Рис 3 — Конденсаторная установка на напряжение 6… 10 кВ мощностью 450 квар: 1 — конденсатор; 2 — предохранитель; 3 — шины; 4 — НОМ, 5 — металлическая конструкция установки

Таблица 4 — Установки конденсаторные 6 и 10 кВ

Тип	Число ячеек	Габариты,м	Масса, кг
УК-6.3-300-Л (П) УК-10.5-300-Л (П) УК-6.3-450-Л (П) УК-10.5-450-Л (П)	3	2,14×0,88×1,8	670
УК-6,3-675-Л (П) УК-10,5-675-Л (П)	4	2,84×0,88×1,8	915
УК-6.3-600-Л (П) УК-10,5-600-Л (П) УК-6.3-900-Л (П) УК-10.5-900-Л (П)	5	3,54×0,88×1,8	1160
УК-6.3-750-Л (П) УК-10.5-750-Л (П) УК-6.3-1125-Л (П) УК-10,5-1125-Л (П)	6	4,24×0,88×1,8	1405

Примечание: В обозначении типа^— УК — установка конденсаторная; Л (П) — размещение ячейки ввода левое (правое); Н — регулирование по напряжению; 0,38; 6,3 и 10,5 — Uном, кВ; 300… 1125 — номинальная мощность, квар (6 и 10 кВ); УЗ (опущено в обозна­чении) — климатическое исполнение и категория размещения; 100…600 — номинальная мощность, квар, и мощность одной ступени 36… 150 квар (0,38 кВ). Тип конденсатора КС2.
В новых конденсаторах применяют встроенные разрядные сопротивле­ния. При индивидуальной компенсации электроприемника разрядные со­противления не требуются.

Измерение силы тока в цепи БК осуществляется тремя амперметрами (для контроля за целостностью предохранителей и нормальной работой каждой фазы) и счетчиком реактивной энергии Для автоматического от­ключения батареи при повышении напряжения в данном узле сети свыше заданного значения и для включения при понижении напряжения предус­матривается специальная автоматика.

Для расчетов и анализа влияния поперечной емкостной компенсации на работу сети рассмотрим векторную диаграмму цепи (рис.4 б) (при па­раллельном включении приемника электроэнергии R_n, X_Ln и батареи конден­саторов Xc к линии R_л, Х_л). Вследствие параллельного нагрузке включения емкости С угол φ уменьшился от φ1 до φ2, сила тока нагрузки от приемника — от I1 до I2, т.е. произошла разгрузка линии по току на Δ/= I1 —I2. Разгрузились на то же значение и генераторы энергосистемы благодаря генерации конденсаторной батареи мощности Q_c в месте установки приемников. Кроме того, сеть и генераторы разгрузились вследствие уменьше­ния потерь на ΔР_Х и ΔQ_X, так как поток реактивной мощности снизился на Qc:

где R, X — эквивалентные сопротивления цепи «энергосистема — потреби­тель»; Uн — номинальное напряжение сети.

Рис. 4 — Схема замещения (а) и векторная диаграмма цепи «линия — приемник электроэнергии» (б) при параллельном включении конденсатора

Для проектируемой сети снижение силы тока на Δ/ позволяет умень­шить площадь сечения проводов линии на ΔF =ΔI / j_эк, где j_эк — экономи­ческая плотность тока в линии Соответственно снижаются установленная мощность трансформаторов и потеря напряжения в сети за счет уменьше­ния потока реактивной мощности на Q_c:

 

Из векторной диаграммы (см. рис. 4. б) можно определить ем­кость С и реактивную мощность Q_L конденсаторов, необходимую для повы­шения коэффициента мощности от cosφ₁ до желаемого значения cosφ₂:

 

Основной недостаток конденсаторов — при понижении напряжения в сети они снижают выдачу реактивной мощности пропорционально квадра­ту напряжения, в то время как требуется ее повышение. Регулирование мощности конденсаторной батареи осуществляется только ступенями, а не плавно и требует установки дорогостоящей коммутационной аппаратуры.