Способы компенсации реактивной мощности

Компенсация реактивной мощности производится путем подключения конденсаторов. При этом уменьшается потребление реактивной мощности и повышается сos (φ).

Необходимо поддерживать сos (φ) в диапазоне 0,9..0,95 для того, чтобы избежать платежей за потребление реактивной мощности, снизить нагрузку на кабели и трансформаторы и в тоже время застраховаться от перекомпенсации (работы с генерацией реактивной энергии во внешнюю энергосистему), возможной при сos (φ)=0,97 и выше.

Более того, при повышении сos (φ) от 0,9 до 0,99 полный ток уменьшается всего на 3%, а мощность конденсаторной установки, необходимой для этого, увеличивается в 2 раза, ее стоимость - в 1,5 раза, что экономически нецелесообразно.

Компенсация реактивной мощности может быть общей (централизованной) и индивидуальной.

Индивидуальная компенсация – компенсация реактивной мощности каждой нагрузки отдельно (например, на клеммах двигателя).

Индивидуальная компенсация – это наиболее простое техническое решение. Конденсатор подбирается по мощности и сos (φ) двигателя, поэтому реактивная мощность двигателя компенсируется постоянно в течение всего дня, сos (φ) достаточно высок.

Дополнительное преимущество индивидуальной компенсации реактивной мощности заключается в том, что затраты на нее - самые низкие.

Общая (централизованная) компенсация – компенсация реактивной мощности с помощью одной конденсаторной установки, устанавливаемой на КТП или в составе главного распределительного щита (ГРЩ).

Дневной тренд (характер изменения нагрузки) является основным фактором, влия-ющим на выбор наиболее подходящей схемы компенсации реактивной мощности. На многих предприятиях не все оборудование работает одновременно, многие станки задействованы всего несколько часов в день.

Индивидуальная компенсация становится очень дорогим решением при большом количестве оборудования и, соответственно, большом числе устанавливаемых конденсаторов. Большинство этих конденсаторов не будут задействованы долгий период времени.

Индивидуальная компенсация наиболее эффективна, когда большая часть реактивной мощности генерируется небольшим числом нагрузок, потребляющих наибольшую мощность достаточно длительный период времени.

Централизованная компенсация применяется там, где нагрузка флюктуирует (перемещается) между разными потребителями в течение дня. При этом потребление реактивной мощности в течение дня меняется, поэтому использование автоматических конденсаторных установок предпочтительнее, чем нерегулируемых.

Можно назвать следующие технико-экономические преимущества установки конден-саторной батареи:

• уменьшение потерь в электрической сети и в трансформаторах, вследствие уменьше-ния потребляемого тока;

• уменьшение просадок напряжения в электрических линиях;

• уменьшение расчетной мощности системы.

Ток I, протекающий в системе, вычисляется по формуле:

где:

P- активная мощность,

V- падение напряжения.

Из этой формулы видно, что при одной и той же потребляемой мощности и увеличении cos(φ), происходит уменьшение величины протекающего тока и, следовательно, потерь в электрической сети и трансформаторе. Исходя из этого, получаем значительную экономию за счет оптимизации выбора оборудования. Применение конденсаторных батарей уменьшает просадки напряжения в сети. Это хорошо видно из формулы:

где:

P - активная мощность в электрической сети (кВт);

Q - реактивная мощность потребляемая из сети (квар);

R – активное сопротивление линии;

Х - реактивное сопротивление линии (R<<X).

Установка конденсаторной батареи уменьшает реактивную мощность (Q), поэтому уменьшаются и просадки напряжения. Если при неправильном расчете установленной конденсаторной батареи реактивная часть вышеприведенного уравнения станет отрицательной, то вместо уменьшения просадки напряжения произойдет увеличение напряжения в конце линии (эффект Ферранти), которое может иметь опасные последствия для подключенных потребителей.

В связи с быстрым ростом применения устройств использующих в своей схеме тирис-

торы, которые генерируют в сеть гармоники, появилось достаточно большое количество возмущений в электросетях.

Эти возмущения приводят к систематическому недопроизводству, а иногда и сбоям производственного оборудования. Поэтому необходимо использовать фильтры гармоник для предотвращения роста уровня нелинейных искажений в сети, поглощения (тепловыделения) гармоник, а также для рационального использования электроэнергии.