Методи за компенсация на реактивна мощност в електрозахранващи системи

Реактивната мощност е частта от общата мощност, която отива за поддържане на електромагнитни процеси в товари, които имат индуктивни и капацитивни реактивни компоненти.

Реактивната мощност сама по себе си не се изразходва за извършване на каквато и да е полезна работа, за разлика от активната мощност, обаче наличието на реактивни токове в проводниците води до тяхното нагряване, тоест до загуби на мощност под формата на топлина, което принуждава доставчика на електроенергия да осигуряват на потребителя увеличена пълна мощност. Междувременно, в съответствие със заповедта на Министерството на промишлеността и енергетиката на Руската федерация № 267 от 4 октомври 2005 г., реактивната мощност се класифицира като технически загуби в електрическите мрежи.

Но електромагнитните полета винаги възникват при нормални режими на работа на огромен брой разновидности на електрическо оборудване: флуоресцентни лампи, електродвигатели за различни цели, индукционни инсталации и т.н. — всички такива товари не само консумират полезна активна мощност от мрежата, но и причините за появата на реактивна мощност в разширени вериги.

И въпреки че без реактивна мощност, много потребители, съдържащи осезаеми индуктивни компоненти, не биха могли да работят по принцип, тъй като имат нужда реактивна мощност като част от общата мощност, реактивната мощност често се отчита като вредно претоварване по отношение на електропреносните мрежи.

Вреда от реактивната мощност без компенсация

Като цяло, когато обемът на реактивната мощност в мрежата стане значителен, напрежението в мрежата намалява, това състояние е много характерно за електроенергийните системи с дефицит на активния компонент — винаги напрежението в мрежата е под номиналното . И тогава липсващата активна мощност идва от съседни електроенергийни системи, в които в момента се генерира прекомерно количество електроенергия.

Но такива системи, които винаги изискват попълване за сметка на съседите, в крайна сметка винаги се оказват неефективни и в края на краищата лесно могат да се превърнат в ефективни, достатъчно е да се създадат условия за генериране на реактивна мощност точно на на място, в специално пригодени компенсиращи устройства, избрани за активно-реактивни натоварвания тази енергийна система.

Факт е, че реактивната мощност не трябва да се генерира в електроцентрала от генератор; вместо това тя може да бъде получена в компенсираща инсталация (в кондензатор, синхронен компенсатор, в статичен източник на реактивна мощност), разположен в подстанцията.

Компенсацията на реактивната мощност днес е не само отговор на въпроси относно енергоспестяването и как да се оптимизират натоварванията на мрежата, но и ценен инструмент за въздействие върху икономиката на предприятията. В крайна сметка крайната цена на всеки произведен продукт се формира, не на последно място, от консумираната електроенергия, която, ако бъде намалена, ще намали производствените разходи. Това е заключението, достигнато от одитори и енергийни специалисти, което накара много компании да прибягнат до изчисляването и инсталирането на системи за компенсация на реактивна мощност.

За да компенсирате реактивната мощност на индуктивен товар — изберете определен капацитет кондензаторВ резултат на това реактивната мощност, консумирана директно от мрежата, намалява, сега се консумира от кондензатора. С други думи, коефициентът на мощност на потребителя (с кондензатор) се увеличава.

Активните загуби сега стават не повече от 500 mW на 1 kVar, докато движещите се части на инсталациите отсъстват, няма шум, а експлоатационните разходи са незначителни. Кондензаторите могат да бъдат инсталирани по принцип във всяка точка на електрическата мрежа и компенсационната мощност се избира индивидуално. Инсталирането се извършва в метални шкафове или в настолна версия.

Методи за компенсация на реактивна мощност в електрозахранващи системи

В зависимост от схемата на свързване на кондензатори към потребителя, има няколко вида компенсации: индивидуални, групови и централизирани.

• С индивидуална компенсация, кондензаторите (кондензаторът) са свързани директно към мястото на възникване на реактивна мощност, тоест техният собствен (и) кондензатор (и) — към асинхронен двигател, отделно — към газоразрядна лампа, индивидуален — към заваръчна машина , личен кондензатор — за индукционна пещ, за трансформатор и др .d. Тук захранващите проводници към всеки конкретен потребител се разтоварват от реактивните токове.

• Груповата компенсация предполага свързването на един общ кондензатор или обща група кондензатори към няколко потребители със значителни индуктивни компоненти наведнъж. В този случай постоянната едновременна работа на няколко потребители е свързана с циркулацията на общата реактивна енергия между потребителите и кондензаторите. Линията, доставяща електроенергия на група потребители, ще бъде разтоварена.

• Централизираната компенсация включва инсталирането на кондензатори с регулатор в основната или груповата разпределителна платка. Регулаторът оценява в реално време текущото потребление на реактивна мощност и бързо свързва и изключва необходимия брой кондензатори. В резултат на това общата консумирана мощност от мрежата винаги е сведена до минимум в съответствие с моментната стойност на необходимата реактивна мощност.

Всяка инсталация за компенсация на реактивна мощност включва няколко клона на кондензатори, няколко етапа, които се формират индивидуално за определена електрическа мрежа, в зависимост от предвидените потребители на реактивна мощност. Типични размери на стъпките: 5; десет; двадесет; тридесет; 50; 7,5; 12,5; 25 квар.

За да се получат големи стъпки (100 или повече kvar), няколко малки се комбинират паралелно. В резултат на това натоварванията в мрежите се намаляват, токовете на включване и съпътстващите ги смущения се намаляват. В мрежи с голям брой по -високи хармоници на мрежовото напрежение, кондензаторите на компенсиращи инсталации са защитени от дросели.

Предимства на компенсацията на реактивната мощност

Автоматичните компенсаторни инсталации дават редица предимства на мрежата, оборудвана с тях:

• намаляване на натоварването на трансформаторите;

• опростяване на изискванията за напречно сечение на проводници; позволяват по -голямо натоварване на електрическите мрежи, отколкото е възможно без компенсация;

• премахване на причините за намаляване на напрежението на мрежата, дори ако потребителят е свързан с дълги проводници;

• повишаване на ефективността на мобилните генератори на течно гориво;

• улесняват стартирането на електродвигатели;

• автоматично усилва cos phi;

• премахнете реактивната мощност от линиите;

• облекчаване на пренапрежение;

• подобряване на контрола върху мрежовите параметри.