Для чего нужна компенсация реактивной мощности

Реактивная мощность и энергия, реактивный ток, компенсация реактивной мощности

Реактивная мощность и энергия ухудшают показатели работы энергосистемы, то есть загрузка реактивными токами генераторов электростанций увеличивает расход топлива; увеличиваются потери в подводящих сетях и приемниках, увеличивается падение напряжения в сетях.

Реактивный ток дополнительно нагружает линии электропередачи, что приводит к увеличению сечений проводов и кабелей и соответственно к увеличению капитальных затрат на внешние и внутриплощадочные сети.

Компенсация реактивной мощности, в настоящее время, является немаловажным фактором позволяющим решить вопрос энергосбережения практически на любом предприятии.

По оценкам отечественных и ведущих зарубежных специалистов, доля энергоресурсов, и в частности электроэнергии занимает величину порядка 30-40% в стоимости продукции. Это достаточно веский аргумент, чтобы руководителю со всей серьезностью подойти к анализу и аудиту энергопотребления и выработке методики компенсации реактивной мощности. Компенсация реактивной мощности – вот ключ к решению вопроса энергосбережения.

Потребители реактивной мощности

Основные потребители реактивной мощности - асинхронные электродвигатели, которые потребляют 40 % всей мощности совместно с бытовыми и собственными нуждами; электрические печи 8 %; преобразователи 10 %; трансформаторы всех ступеней трансформации 35 %; линии электропередач 7 %.

В электрических машинах переменный магнитный поток связан с обмотками. Вследствие этого в обмотках при протекании переменного тока индуктируются реактивные э.д.с. обуславливающие сдвиг по фазе (fi) между напряжением и током. Этот сдвиг по фазе обычно увеличивается, акосинус фи уменьшается при малой нагрузке. Например, если косинус фи двигателей переменного тока при полной нагрузке составляет 0,75-0,80, то при малой нагрузке он уменьшится до 0,20-0,40.

Малонагруженные трансформаторы также имеют низкий коэффициент мощности (косинус фи). Поэтому, применять компенсацию реактивной мощности, то результирующий косинус фи энергетической системы будет низок и ток нагрузки электрической, без компенсации реактивной мощности, будет увеличиваться при одной и той же потребляемой из сети активной мощности. Соответственно при компенсации реактивной мощности (применении автоматических конденсаторных установок КРМ) ток потребляемый из сети снижается, в зависимости от косинус фи на 30-50%, соответственно уменьшается нагрев проводящих проводов и старение изоляции.

Кроме этого, реактивная мощность наряду с активной мощностью учитывается поставщиком электроэнергии, а следовательно, подлежит оплате по действующим тарифам, поэтому составляет значительную часть счета за электроэнергию.

Способы снижения потребления реактивной мощности. Компенсация реактивной мощности

Наиболее действенным и эффективным способом снижения потребляемой из сети реактивной мощности является применение установок компенсации реактивной мощности(конденсаторных установок). 

Использование конденсаторных установок для компенсации реактивной мощности позволяет:

· разгрузить питающие линии электропередачи, трансформаторы и распределительные устройства;

· снизить расходы на оплату электроэнергии

· при использовании определенного типа установок снизить уровень высших гармоник;

· подавить сетевые помехи, снизить несимметрию фаз;

· сделать распределительные сети более надежными и экономичными. 

эффективности систем электроснабжения, проявившейся в возникновении дефицита РМ в узлах нагрузки и, как следствие, - в снижении напряжения на шинах нагрузок и подстанций распределительных электросетей; ограничении пропускной способности линий электропередачи и трансформаторных подстанций по AM из-за необоснованной их загрузки РМ; существенном росте потерь AM в электрических сетях; увеличении потерь напряжения и снижении запаса статической устойчивости нагрузки по напряжению. Доставка РМ потребителям из энергосистемы по распределительным сетям в условиях сокращения у них объема собственных источников неоправданна. Поэтому без участия потребителей в компенсации собственного потребления РМ невозможно обеспечить технически и экономически обоснованный баланс РМ в энергосистеме. Стоимость производства AM на электростанциях в 10 - 20 раз больше стоимости производства РМ у потребителя, поэтому передача РМ от электростанций к местам ее потребления сопоставима со связанным с этим необходимым покрытием потерь AM, а для удаленных электроприемников менее эффективна, чем использование источников РМ [11].

Если учесть, что в отличие от сетей высокого напряжения часть распределительных сетей выполнена стальными проводами, а это требует учета нелинейности их параметров в зависимости от токов нагрузки, а также особенностей сетей 0,4 кВ - высокого уровня несимметрии фаз, коммерческих потерь, то можно сделать вывод, что оптимизировать баланс РМ следует только на основе введения в распределительные сети активных самонастраивающихся элементов [8].