MV Capacitor Calculation

Project :  Customer :  End User :  Consultant : MECON LIMITED 6.6 kV Switchboard at Electrical Substation Bus­1 of SS­1 Switchgear Switchboard Load System Voltage PF Improvement

= =

From = To =

1438.2

kW

6.6

kV

0.90 0.98

Lagging Leading

kVAR required for PF Improvement @ 6.6kV

= = = = = =

(kW Rating) x (PF Correction Factor) (kW Rating) x { [tan (arccos 0.8)] ‐ [tan (arccos 0.95)] } tan (across 0.80) 0.490 tan (across 0.95) 0.200 1438.2 x (0.49 ‐ 0.2) 417.08 kVAR

Voltage at 6.6 kV Bus‐1 Voltage drop at Reactor Voltage drop at Capacitor Inductive Reactance (Ohms/ph) Capacitive Reactance (Ohms/ph Reactance of Eq circuit(Ohms/ph) Current through the Equivalent circuit

= = = = = = =

 V  VL  Vc  XL  Xc Xeq ICL 

Voltage equation of circuit

Reactance of Eq circuit(Ohms/ph)

= = = =

V= Xeq = Xeq =  Xeq = 

where Xeq (@ 6.6 kV' Base voltage.)

= Xeq=

Capacitive Reactance (Ohms/ph)

= Xc =

Inductive Reactance (Ohms/ph)

= XL =

Current through the Equivalent circuit Base Voltage Per Phase

= ICL(If) = 

Reactance of Eq circuit(Ohms/ph)

= Xeq =  = ICL(If) = 

Reactor Voltage drop for Current

= VL = 

= Iph =

= =

Voltage across Equivalent circuit(Bus Voltage)

= V =

Capacitor Voltage

= Vc =

 

Capacitor shall be rated for above voltage to meet the reactor Voltage drops

Vc – VL  Xc –XL  Xc ‐ 0.06 Xc  0.94 Xc or  Xeq / 0.96 kV ^2 x 1000 / (kVAR of Capacitor) (6.6^2 x 1000 ) / 417.078) 104.45 Xeq / 0.998 (104.45 / 0.998 )  Henry 104.66 Xc x 6 % (104.66 x  6 % ) Ohms 0.210  (Base voltage per phase) / Xeq (6.6/ √ 3 ) Volt 3.82 104.45 (3.82 x  1000/104.45) A 36.58 ICL x XL 36.58 x 0.21 V 7.682 kV 0.0100  ICL x Xeq/1000 (36.58 x 104.45)/(1000) 3.830 kV(Ph‐N)  V + VL (3.83+0.01) 3.84 kV(Ph‐N) 6.660 kV(Ph‐Ph)

kVAR from Capacitor at above voltage

Hence required capacitor rating Capacitor selected as per contract

=  Vc x ICL = Vc x Vc x 1000 / XC

(6.66 x 6.66 x 1000)/104.66 423.81

kVAR kVAR

Series reactor is Rated 0.2% of value of the Capacitor Finally selected Hence Reactor value

2

= [(Capacitor Finally selected @ 7.2KV)/((7.2/6.6) x0.940]x0.06

(423.81/(POWER((7.2/6.6),2) x 0.998) x 0.002 ) 0.720 New Xc 

= V x V / MVAR = (3.83 x 3.83 )/( 423.81 x 1000) = 34.610

Inductive Reactance XL (Ohms/ph)

= 6% of new Xc (34.61 x 6%) 2.077

Hence, Net Impedance X'c 

Amps

= (I x I x XL) / 1000

19.44 Reactor Voltage Drop for Current   

Ohms

= V / (1.732 x new Xc)

3.83/ (1.732 x 34.61) 63.900 Series Reactor Rating 

Ohms

= Xc – XL

(34.61 ‐ 2.0766) 46.410 Current at 7.2 kV (I)

 kVAR at 6.6kV

kVAR

= I x XL = 63.9 x 0.21)

13.419

V kV

Conclusion : Thus 1050 kVAR capacitor is sufficient for Bus‐1 in 6.6 kV Switchboard at SS‐1. This is a typical calculation and for Bus‐2 in 6.6  Capacitor value for Bus‐1 in 6.6 kV Switchboard at Electrical Substation 750KVAR