Що таке компенсація реактивної потужності?

Повна (здається) потужність, що виробляється синхронними генераторами, умовно ділиться на активну і реактивну.

Активна складова потужності корисно використовується, перетворюючись в механічну, хімічну, світлову і т. Д. Енергію.

Реактивна складова потужності не виконує корисної роботи, вона служить лише для створення магнітних полів в індуктивних приймачах (електродвигуни, трансформатори і т. П.), Циркулюючи увесь час між джерелом і приймачем. Вона може розглядатися як характеристика швидкості обміну енергії між генератором і магнітним полем приймача електроенергії.

Звідси випливає, що традиційний термін "споживачі реактивної потужності", широко використовуваний як електротехнічним персоналом в повсякденній практиці, так і в технічній літературі, є умовним, що не відображає фізичної сутності реактивної потужності. Тим більше неправильно поняття "реактивна енергія". Більш точним буде "індукційні приймачі електроенергії" або в ряді випадків "реактивні навантаження".

Коефіцієнт потужності вказується на щитку синхронного генератора. Він показує, яку частину від повної потужності, що виробляється генератором, становить активна потужність. Вплив коефіцієнта потужності на роботу електроустановок дуже велике. Так, наприклад, генератор з номінальною потужністю 1250 кВА при номінальному коефіцієнті потужності cos? = 0,8 може віддати споживачеві активну потужність, рівну 1250? 0,8 = 1000 кВт.

Потужність первинного двигуна при безпосередньому зчленуванні з генератором складе також 1000 кВт. Припустимо, що цей генератор працює з тією ж номінальною потужністю, але з соs? = 0,6. У цьому випадку він віддає в мережу 1250? 0,6 = 750 кВт, т. Е. Недовикористовується по активної потужності на 25%. Те ж і щодо первинного двигуна генератора (парова або гідравлічна турбіна), який в цьому випадку також недовикористовується на 25%.

Експлуатаційні показники роботи електростанції: витрата палива, води, пара, мастильних та інших допоміжних матеріалів на один вироблений кВт · год - при зниженні cos? також помітно знижуються, зменшується вироблення активної енергії.

зменшення cos? при тій же вироблюваної генератором активної потужності (при незмінній активному навантаженні у споживача) веде до збільшення повної потужності генератора. У нашому прикладі при зниженні cos? з 0,8 до 0,6 буде потрібно генератор потужністю 1000: 0,6 = 1700 кВА замість 1250 кВА, т. е. збільшення повної потужності на 27%.

У трансформаторів при зменшенні cos? зменшується пропускна здатність по активної потужності внаслідок збільшення реактивного навантаження. Для передачі споживачам 1000 кВт активної потужності при cos? = 0,8 потрібно трансформатор потужністю 1250 кВА. При зниженні cos? до 0,6 для передачі тієї ж активної навантаження буде потрібно трансформатор потужністю 1 700 кВА.

Збільшення повної потужності при зниженні cos? призводить до зростання струму і, отже, втрат потужності, які пропорційні квадрату струму. Збільшення струму вимагає підвищення перетину лінії електропередачі, а отже, ваги проводів і кабелю.

Збільшення струму при зниженні cos? веде до збільшення втрати напруги у всіх ланках енергосистеми, що викликає зниження напруги у споживачів електричної енергії.

На промислових підприємствах зниження напруги порушує нормальну роботу електроприймачів. Знижується частота обертання електродвигунів, що призводить до зниження продуктивності робочих машин і погіршення якості продукції. Зменшується продуктивність електричних печей, погіршується якість зварювання, знижується світловий потік ламп, зменшується пропускна здатність заводських електричних мереж.

Розглянуті випадки впливу низького коефіцієнта потужності на роботу електроустановок показують, що зниження cos? негативно позначається на всіх ланках енергосистеми, в тому числі і на роботі промислового підприємства. Тому питання підвищення коефіцієнта потужності мають велике народногосподарське значення.

Рішення задач, повязаних з наявністю в системі електроспоживання реактивних навантажень, йде по шляху компенсації реактивної потужності. Це обумовлено проведенням двох взаємно доповнюють груп заходів: зниженням споживання реактивної потужності електроприймачами і установкою безпосередньо у споживачів і в вузлах мереж спеціальних джерел реактивної потужності - компенсуючих пристроїв.

Для зниження споживання реактивної потужності при експлуатації електроустановок рекомендуються такі заходи:

• впорядкування технологічного процесу, що веде до поліпшення енергетичного режиму обладнання і до зниження розрахункового максимуму реактивного навантаження;
• скорочення холостий роботи асинхронних електродвигунів, зварювальних трансформаторів та інших електроприймачів шляхом впровадження обмежувачів холостого ходу;
• заміна або відключення трансформаторів, завантажених менш ніж на 30% їх номінальної потужності, якщо це допускається за умовами режиму роботи мережі електроприймачів;
• заміна по можливості завантажених менш ніж на 60% асинхронних електродвигунів електродвигунами меншої потужності за умови техніко-економічного обґрунтування;
• заміна асинхронних електродвигунів синхронними, допустима за умовами роботи електроприводу, якщо асинхронні електродвигуни підлягають демонтажу внаслідок зносу, зміни технологічного процесу або можливості використання в інших установках, котрі мають потреби в штучної компенсації реактивних навантажень, а також в інших випадках, якщо заміна обґрунтована техніко-економічними розрахунками ;
• зниження напруги у малозавантажених асинхронних електродвигунів шляхом перемикання обмотки статора з трикутника на зірку, секціонування статорних обмоток- зниження напруги в мережах, що живлять асинхронні електродвигуни, шляхом перемикання відгалужень цехового трансформатора;
• підвищення якості ремонту електродвигунів (неприпустимі обточування ротора, зменшення числа провідників в пазу, розточування пазів, випалювання обмотки).

Для перетворювальних установок, які отримують все більш широке поширення на промислових підприємствах, зниження реактивної потужності може бути досягнуто зменшенням кута відкривання вентилів і меж його регулювання, несиметричним керуванням вентилями, застосуванням схем зі штучною комутацією.

Заходи щодо зниження споживання реактивної потужності електроприймачами, що проводяться на підприємствах, знижують сумарну реактивне навантаження зазвичай не більше ніж на 10%. Тому основна роль відводиться компенсує пристроїв.

Компенсують установками є: косинусні конденсатори, синхронні електродвигуни, синхронні компенсатори, компенсаційні перетворювачі. Переважне застосування на промислових підприємствах отримали косинусні конденсатори і синхронні електродвигуни.

Косинусні конденсатори виготовляються наступних типів: КМ, КМ2, КМА, КМ2А, КС, КС2, КСА, КС2А, де

• До означає косінусний;
• М і С - з просоченням мінеральним маслом або синтетичним рідким діелектриком;
• А - виконання для зовнішньої установки (без букви А - для внутрішньої);
• 2 - виконання в корпусі другого габариту (без цифри 2 - в корпусі першого габариту).

Після позначення типу конденсатора цифрами вказуються його номінальну напругу (кВ) і номінальна потужність (квар).

Так, наприклад, КМ-0,38-26 розшифровується як конденсатор косінусний (для компенсації реактивної потужності в мережі змінного струму з частотою 50 Гц), з просоченням мінеральним маслом, для внутрішньої установки, першого габариту, на напругу 380 В, потужністю 26 квар .

Конденсатори випускаються чотирьох серій - I, II, III, IV. Шкала напруг і потужностей конденсаторів серій I, II, III приведена в табл

У IV серії конденсатори потужністю 37,5 і 75 квар замінюються конденсаторами потужністю 50 і 100 квар при тих же габаритних розмірах.

Промисловість виготовляє комплектні конденсаторні установки на напругу 380 В для внутрішньої установки і на напругу 6-10 кВ - для внутрішньої і зовнішньої установки. Більшість типів цих установок обладнано пристроями для одно- і багатоступінчастого автоматичного регулювання потужності.

Все більш широке застосування знаходить автоматичний пристрій регулювання потужності конденсаторних батарей типу АРКОН. Воно дозволяє вмикати або вимикати секції конденсаторних батарей в залежності від наступних параметрів: реактивної потужності, напруги мережі, напруги мережі і струму.

"Вказівки щодо компенсації реактивної потужності в розподільних мережах" передбачають контроль наступних показників режиму реактивної потужності:

• найбільшою реактивної потужності, споживаної за півгодинний період в режимі найбільшої активного навантаження енергосистеми;
• реактивної енергії, виданої в мережу енергосистеми за період нічного провалу графіка активного навантаження енергосистеми.

Періоди найбільшої активного навантаження енергосистеми і нічного провалу графіка її навантаження повинні вказуватися енергопостачальною організацією в договорі на відпуск електроенергії споживачу.

Для економічного стимулювання споживачів за проведення заходів по компенсації реактивної потужності застосовуються знижки з тарифу на електричну енергію та надбавки до нього.

Увага, тільки СЬОГОДНІ!