Расчеты для улучшения коэффициента мощности в трехфазной сети

При расчете емкости конденсатора для улучшения коэффициента мощности в трехфазной сети будем придерживаться той же последовательности, что и в статье с примерами расчетов в однофазной сети. Величина коэффициента мощности определяется по формуле мощности для трехфазного тока:

P1=3UIcos, cos=P1/(3UI).

Примеры

1. Трехфазный асинхронный двигатель имеет на щитке следующие данные: P=40 кВт, U=380 В, I=105 А, =0,85, f=50 Гц. Соединение статора в звезду. Предположим, что значение cos разобрать на щитке трудно, а потому надо определить его. До какой величины уменьшится ток после улучшения коэффициента мощности до cos=1 при помощи конденсаторов? Какую емкость должны иметь конденсаторы? Какую реактивную мощность будут компенсировать конденсаторы (рис. 1)?

Зажимы обмоток статора обозначаются: начала – C1, C2, C3, концы – соответственно C4, C5, C6. Однако в дальнейшем для облегчения связи с диаграммами начала будут обозначаться A, B, C, а концы X, Y, Z.

Рис. 1.

Подводимая к двигателю мощность P1=P2/=40000/0,8547000 Вт,

где P2 – полезная мощность, которая указывается на щитке двигателя.

cos=P1/(3UI)=47000/(3380105)=0,69.

После улучшения коэффициента мощности до cos=1 подводимая мощность будет равна:

P1=3UI1

и ток упадет до

I1=P1/(3U)=47000/(1,73380)=71,5 А.

Это и есть активный ток при cos=0,69, так как

Iа=Icos=1050,69=71,5 А.

На рис. 1 показано включение конденсаторов для улучшения cos.

Напряжение на конденсаторе Uф=U/3=380/3=220 В.

Намагничивающий ток фазы равен линейному намагничивающему току: IL=Isin=1050,75=79,8 А.

Емкостное сопротивление конденсатора, который должен обеспечить ток намагничивания, будет: xC=Uф/IL =1/(2fC).

Отсюда емкость конденсатора C=IC/(Uф2f)=79,8/(2203,14100)=79,800/(223,14)10^(-6)=1156,4 мкФ.

К трехфазному двигателю должен быть подключен блок конденсаторов общей емкостью C=31156,43469 мкФ, чтобы улучшить коэффициент мощности до cos=1, а ток при этом снизить со 105 до 71,5 А.

Общая реактивная мощность, компенсированная конденсаторами, которая при отсутствии конденсаторов берется из сети, Q=3UфIL=322079,852668=52,66 кВАр.

В этом случае двигатель потребляет из сети только активную мощность P1=47 кВт.

На рис. 2 показан блок конденсаторов, соединенных в треугольник и подсоединенных к зажимам трехфазного двигателя, обмотка которого тоже соединена в треугольник. Это соединение конденсаторов выгоднее, чем соединение, показанное на рис. 1 (см. заключение расчета 2).

Рис. 2.

2. Небольшая электростанция снабжает трехфазную сеть током I=250 А при линейном напряжении U=380 В и коэффициенте мощности сети cos=0,8. Улучшение коэффициента мощности производится конденсаторами, которые соединены в треугольник согласно схеме на рис. 3. Надо определить величину емкости конденсаторов и компенсированную реактивную мощность.

Рис. 3.

Полная мощность S=3UI=1,73380250=164

10.12.2016 Без рубрики Нет комментариев