Новое в разделах

Компенсация реактивной мощности: зачем она нужна

Свет / Подключение к электросетям
27.04.2011
Компенсация реактивной мощности: зачем она нужна

В настоящее время нагрузкой электрической сети переменного тока промышленных предприятий в основном являются асинхронные двигатели и распределительные трансформаторы, имеющие значительную индуктивность, т. к. эти устройства имеют значительное количество витков медного провода, намотанного на магнитопроводе, имеющем высокую магнитную проницаемость.

Поэтому данные устройства в процессе работы за счет ЭДС самоиндукции генерируют реактивную мощность (РМ), которая, совершая колебательные движения от нагрузки к источнику (генератору) и обратно, распространяется по сети. РМ характеризуется задержкой (ток отстает) между синусоидами фаз напряжения и тока сети. В моменты, когда синусоиды напряжения и тока имеют противоположные знаки, мощность не потребляется нагрузкой, а подается обратно по сети в сторону генератора.

Генерация РМ нагрузкой сопровождается отрицательными явлениями, такими как:

  • повышение активных потерь (т. к. величина полной мощности повышается);
  • снижение нагрузочной способности (т. к. увеличивается токовая нагрузка на питающий кабель и распределительный трансформатор);
  • большее падение напряжения (из-за увеличения реактивной составляющей тока питающей сети).

Потребителя обычно интересует активная мощность в нагрузке, которая и определяет полезную работу. Генерация нагрузкой РМ повышает мощность, проходящую по сети S — это полная мощность. Полная мощность равна корню из геометрической суммы P — активной мощности и Q — реактивной мощности.

Хотя на выработку реактивной мощности не тратится энергия генератора, но для передачи РМ по сети требуется дополнительная, активная энергия генератора.

Дополнительный реактивный ток, проходя по сети, вызывает не только активные потери мощности в проводах сети и генератора, но и уменьшает допустимую активную составляющую тока питающей сети, т. к. сечение питающего кабеля рассчитано под максимальную нагрузку.

Уровень РМ двигателей, генераторов и сети предприятия в целом характеризуется коэффициентом мощности cosw — это численное отношение активной мощности к полной мощности: cosw = P/S. Например: cosw асинхронных двигателей составляет примерно 0,7; cosw сварочных трансформаторов — примерно 0,4; cosw станков не превышает 0,5 и т. д. Поэтому полное использование мощностей сети возможно только при компенсации реактивной составляющей мощности.

Во многих регионах России для стимуляции увеличения cosw введен чувствительный тариф на потребление РМ, который предназначен для общей экономии электроэнергии на предприятиях.

В настоящее время для компенсации реактивной мощности широкое применение получили конденсаторные установки (КУ) и в том числе автоматизированные конденсаторные установки (АКУ), обладающие рядом преимуществ перед другими устройствами компенсации реактивной мощности — синхронными компенсаторами и синхронными двигателями, которые имеют большие активные потери электрической мощности и вращающиеся части, подверженные механическому износу. Для снижения доли реактивного тока в системе генератор — нагрузка параллельно нагрузке подключают емкостные компенсаторы, которые при работе формируют опережающую реактивную мощность (фаза синусоиды тока опережает фазу напряжения) для компенсации отстающей реактивной мощности, генерирующую индуктивной нагрузкой.

Принцип работы КУ и АКУ заключается в том, что РМ при этом уже не перемещается между генератором и нагрузкой, а совершает локальные колебания между реактивными элементами — индуктивными обмотками нагрузки и емкостным компенсатором. При этом для снижения потерь, вызываемых перетоком РМ, необходимо КУ располагать как можно ближе к нагрузке.

Источник: “Рынок Электротехники”

Отправить:

Комментарии

Добавить комментарий

Имя

E-mail

Комментарий

Введите защитный код