Реактивная мощность характеризует энергию, которая циркулирует между ее источником и нагрузкой в электрическом круге переменного тока. потери и могут вызвать перегрузку системы.
В промышленных электросетях главными потребителями энергии являются распределительные трансформаторы и асинхронные электрические двигатели.
Колебные движения между генератором и двигателями или трансформаторами создают дополнительную нагрузку на силовые линии питания. Возникает реактивная мощность.
Уменьшить потери в проводниках в результате увеличения тока и компенсировать появление реактивной энергии позволяют установки на основе конденсаторов.
Установки компенсации реактивной мощности включают в себя:
модульных конденсаторных батарей;
контакторов.
Оборудованные устройством для отслеживания пиков тока контакторы включают и выключают конденсаторы в зависимости от режима работы электросети, компенсируя таким образом избыточную реактивную мощность.
Установки для компенсации реактивной мощности в сетях переменного тока выбирают с учетом факторов:
напряжение сети;
необходима мощность компенсации;
минимальная степень или шаг регулирования и количество степеней;
климатическое исполнение;
гармоники.
Номинальное напряжение установки должно соответствовать напряжению сети, в зависимости от условий эксплуатации.
Мощность установки компенсации измеряется в кВар — киловольт-амперах реактивных.
Если установлен трансформатор мощностью 100 кВА и коэффициент мощности cosφ = 0,7, то есть угол смещения фаз 45,57 град., а tan (φ) = 1,02, реактивная мощность составляет:
Q = S*sin(arccos(cos φ)) = 100 кВА*sin(arccos(0.7)) ≈ 71,4 кВАр.
Чтобы улучшить коэффициент мощности до 0,95, то есть угол 18,19 град. и tan (φ) = 0.33), реактивная мощность после компенсации должна быть равна:
Q’ = S*sin(arccos(0.95)) ≈ 31,2 кВАр.
Необходимая компенсирующая мощность рассчитывается следующим образом:
Qc = Q — = 71,4 — 31,2 ≈
Итак, следует выбрать установку компенсации, которая способна выдавать 40 кВАр, желательно с шагом 5-10 кВАр для регулирования при изменении нагрузки в сети.
Шаг регулирования означает минимальный уровень изменения компенсации.В зависимости от динамики изменения нагрузки в сети необходимо обратить внимание на частоту и величину изменения нагрузки в сети в течение суток.
Если минимальная степень равна 20 кВар, то конденсаторы могут увеличивать или уменьшать компенсацию реактивной мощности только с шагом 20 кВар.
Если трансформаторы и индукционное оборудование в сети перегружены или нужно увеличить нагрузку, лучше использовать установки с регулируемыми конденсаторными батареями с автоматическим переключением степеней.
Дополнительный нагрев проводников, большое количество подключенных к электросети трансформаторов и двигателей могут вызвать появление гармоник.
создают препятствия;
способствуют перегрузке системы;
увеличивают расходы на электроэнергию;
ускоряют износ проводников.
Если в сети есть гармоники, конденсаторы могут повреждаться из-за возникновения резонанса. При их наличии следует выбирать компенсационные установки с защитными дросселями. Они снижают уровень гармонических искажений и защищают конденсаторы от преждевременного выхода из строя.
Конденсаторы позволяют создать более надежные и экономичные распределительные сети.
уменьшению общих затрат потребителей на электроэнергию;
снижению тепловых потерь и воздействию высших гармоник;
продлению срока эксплуатации трансформаторов и распределительных устройств благодаря уменьшению нагрузки;
снижению асимметрии фаз и сетевых помех.
На уже реализуемых объектах компенсация реактивной мощности в сети дает возможность подключить новую нагрузку.
улучшить параметры сети;
снизить затраты на ее реорганизацию.
И все это без увеличения стоимости электрооборудования
При построении новой сети использование конденсаторов способствует уменьшению мощности подстанций. Подход дает возможность отказаться от кабельных линий с большим сечением и снизить стоимость подключения и обслуживания всей системы. электрооборудование.