Proiectarea instalatiilor de imbunatatire a factorului de putere

Proiectarea instalatiilor de imbunatatire a factorului de putere

1. Consideratii generale

Valoarea optima a capacitatilor de compensare, pentru o instalatie existenta, se determina din urmatoarele consideratii:

facturile anterioare instalarii condensatoarelor;

costuri, in urma instalarii condensatoarelor;

achizitionarea condensatoarelor si a echipamentului de comutatie si protectie;

costuri de instalare si intretinere;

costul pierderilor prin incalzirea dielectricului din condensatoare in comparatie cu reducerea pierderilor in cabluri, transformatoare, etc. ca urmare a instalarii bateriei de condensatoare;

In etapa de proiectare se face lista cererilor de putere reactiva, la fiecare nivel al instalatiei (in punctele de distributie si subdistributie).

2. Metoda simplificata pentru stabilirea puterii reactive a bateriei de condensatoare

Pentru cele mai multe cazuri practice, se recomanda un calcul aproximativ, care se bazeaza pe ipoteza ca inainte de compensare factorul de putere este cosj = 0,8 (inductiv).

Pentru a corecta factorul de putere la o valoare suficienta pentru a evita penalitatile (aceasta depinde de structura locala a tarifelor) si pentru a reduce pierderile de putere si de tensiune, etc. in instalatie se poate lua ca referinta tabelul.

Conform tabelului, pentru cresterea de la 0,8 la 0,93 a factorului de putere, sunt necesari 0,355 kvar pentru fiecare kW de sarcina. Rezulta ca puterea reactiva a bateriei de condensatoare conectata la barele tabloului principal de distributie este:

Aceasta metoda simpla permite determinarea rapida a puterii condensatoarelor de compensare, la modul global, partial sau individual, independent de nivelul tensiunii.

Exemplu

Puterea aparenta instalata este de 666kVA si se cere corectarea factorului de putere de la 0,75 la 0,93.

Rezolvare

Puterea activa necesara P = S cosj 0,75 = 500 kW

In tabel, la intersectia liniei de cosj = 0,75 cu coloana de cosj = 0,93 se citeste valoarea de 0,487 kvar/kW.

Pentru P = 500 kW rezulta    Q = 500 0,487 = 244kvar, puterea necesara capacitatii

de compensare

3. Metoda bazata pe evitarea penalitatilor de tarifare

Metoda permite determinarea puterii reactive a bateriei de condensatoare prin care se evita plata energiei reactive consumate peste limita admisa prin contract, in perioada cea mai dificila a anului, conform detaliilor din factura de electricitate.

Exemplu Franta:

se considera facturile pe 5 luni de iarna (noiembrie - martie inclusiv);

se alege factura, care contine cea mai mare cantitate de energie reactiva facturata pe luna, de exemplu 15,66 kvarh in ianuarie;

se evalueaza perioada de lucru din luna respectiva, de exemplu

220 ore = 22 zile x 10ore/zi.

Se iau in considerare numai orele din intervalul in care exista varf de sarcina in sistemul energetic, interval dat in documentele de tarifare si dureaza in Franta 16 ore/zi intre 6-22 sau 7-23, functie de regiune. In afara acestui interval nu se limiteaza consumul de energie reactiva.

Puterea reactiva a bateriei de condensatoare, cu care se evita plata energiei reactive este:

In cazul exemplului .

Unii producatori ofera monograme elaborate special pentru a usura aceste calcule, in concordanta cu tarifele aplicate. Se recomanda echipamentul potrivit si schemele de control atragand atentia asupra constrangerilor impuse de armonicile superioare de tensiune din sistemul energetic. Armonicile superioare de tensiune impun supradimensionarea condensatoarelor si/sau inductante sau filtre de suprimare a armonicilor.

4. Metoda bazata pe reducerea puterii maxime aparente declarate (kVA)

Pentru constructorii la care tarifarile sunt bazate pe o sarcina fixa per kWh consumat, este evident ca o reducere a numarului    de kVA declarati este benefica.

Corectia factorului de putere urmareste (in afara de alte avantaje) reducerea nivelului declarat al puterii aparente si nedepasirea acestuia in nici o situatie. Astfel se evita plata unor preturi excesive pentru kVA in perioadele critice si/sau declansarea intreruptorului principal al circuitului.

Exemplu

Un supermagazin a declarat o sarcina de 122 kVA la un cosj = 0,7, adica puterea activa este P = S cosj 0,7 = 85,4 kW. Contractul acestui consumator este bazat pe o valoare in trepte declarata pentru puterea aparenta (trepte de 6kVA pana la 108 kVA si de 12kVA peste aceasta valoare).

In exemplu, nota de plata se face pentru 132 kVA.

Folosind tabelul, se poate vedea ca pentru a corecta factorul de putere de la 0,7 la 0,95 este nevoie de o baterie de condensatoare cu    puterea reactiva Q_C = 85,4 0,691 = 59 kvar si cu aceasta valoarea puterii aparente devine

,

deci o reducere de ~30%.