Способи зниження споживання реактивної потужності, Види компенсації реактивної потужності - Оцінка

Реактивний струм додатково навантажує лінії електропередачі, що вимагає збільшення перерізів проводів і кабелів і збільшення капітальних витрат на зовнішні і внутрішньомайданні мережі. Реактивна потужність поряд з активною потужністю враховується постачальником електроенергії, а отже підлягає оплаті за чинними тарифами, тому становить значну частину рахунку за електроенергію.

Найбільш дієвим та ефективним способом зниження споживаної з мережі реактивної потужності є застосування установок компенсації реактивної потужності (конденсаторних установок).

Використання конденсаторних установок дозволяє:

розвантажити живильні лінії електропередачі, трансформатори та розподільні пристрої
знизити витрати на оплату електроенергії
при використанні певного типу установок знизити рівень вищих гармонік
придушити мережеві перешкоди, знизити несиметрію фаз
зробити розподільчі мережі більш надійними та економічними

Насправді коефіцієнт потужності після компенсації перебуває у межах від 0,93 до 0,99.

Основні споживачі реактивної потужності - асинхронні електродвигуни, які споживають 40% всієї потужності разом із побутовими та власними потребами; електричні печі 8%; перетворювачі 10%; трансформатори всіх щаблів трансформації 35%; лінії електропередач 7%.

В електричних машинах змінний магнітний потік пов'язаний із обмотками. Внаслідок цього в обмотках при протіканні змінного струму індуктуються реактивні ЕРС, що зумовлюють зсув фазі (fi) між напругою і струмом. Цей зсув по фазі зазвичай збільшується, а cosц зменшується при малому навантаженні. Наприклад, якщо cosцдвигунів змінного струму при повному навантаженні становить 0,75-0,80, то при малому навантаженні він зменшиться до 0,20-0,40.

Малонавантажені трансформатори мають низький коефіцієнт потужності (cosц). Без компенсації реактивної потужності результуючий cosц енергетичної системи буде низьким і струм електричного навантаження буде збільшуватися при одній і тій же споживаній з мережі активної потужності. Відповідно при компенсації реактивної потужності (застосуванні автоматичних конденсаторних установок КРМ) струм, що споживається з мережі, знижується, залежно від cosц, на 30-50%, відповідно зменшується нагрівання струмопровідних проводів та старіння ізоляції.

Крім цього, реактивна потужність поряд з активною потужністю враховується постачальником електроенергії, а отже підлягає оплаті за чинними тарифами, тому становить значну частину рахунку за електроенергію.

Види компенсації реактивної потужності

Одинична компенсація - переважна там, де:

потрібна компенсація потужних (понад 20 кВт) споживачів
споживана потужність постійна протягом тривалого часу

Групова компенсація - застосовується для випадку компенсації декількох розташованих поруч і індуктивних навантажень, що включаються одночасно, підключених до одного розподільчого пристрою і компенсованих однією конденсаторною батареєю.

Для підприємств із потребою, що змінюється, в реактивній потужності постійно включені батареї конденсаторів не прийнятні, тому що при цьому може виникнути режим недокомпенсації або перекомпенсації. У цьому випадку конденсаторна установка оснащується спеціалізованим контролером та комутаційно-захисною апаратурою. У разі відхилення значення сosj від заданого значення контролер підключає або відключаєщаблі конденсаторів. Перевага централізованої компенсації полягає в наступному: включена потужність конденсаторів відповідає споживаної конкретний момент часу реактивної потужності без перекомпенсації або недокомпенсації.

При виборі конденсаторної установки потрібна потужність конденсаторів може визначатися як

де tgц1 - коефіцієнт потужності споживача до встановлення компенсуючих пристроїв;

tgц2 - коефіцієнт потужності після установки компенсуючих пристроїв (бажаний або задається енергосистемою коефіцієнт).

де Ew - Показники лічильника активної енергії, кВт * год;

Eq - показник лічильника реактивної енергії, кВАр * год;

T - період зняття показань лічильників електроенергії, год.

Техніко-економічний ефект, очікуваний внаслідок застосування конденсаторних установок, представлений у табл. 1.

За оцінками вітчизняних фахівців частка електроенергії становить 30-40% вартості продукції. Тому енергозбереження є дуже суттєвим фактором в економії ресурсів та досягненні конкурентної переваги.

cosц1, без компенсації

cosц2, з компенсацією

Зниження величини струму та повної потужності, %