Загальна інформація

Численні промислові споживачі електроенергії, такі як електродвигуни, вторинні трансформатори, конвекційні печі, індукційні печі, дроселі люмінесцентних ламп і т.д., що характеризуються індуктивним характером навантаження, споживають зайву реактивну енергію. Це призводить до перегріву кабельних ліній, недонавантаженню електродвигунів та збільшення витрат за електроенергію.

Реактивні опори індуктивностей і ємностей протилежні за знаком, отже, при деяких значеннях реактивних параметрів ланцюга, можливо таке явище як взаємна компенсація значень реактивних опорів. Таке явище для розподіленого ланцюга носить назву резонанс струмів.

Цей принцип і закладений в основу ідеї компенсації реактивної потужності для промислових мереж змінного струму з метою зменшення перекачування енергії між джерелом електроенергії (підстанцією) і споживачем.

За рахунок досягнення резонансних умов безпосередньо біля навантаження, коливання електричної енергії здійснюється в контурі «навантаження - компенсаційна установка», тим самим істотно зменшується «перекачування» енергії з силових фидерів, виключаючи їх перегрів, і, отже, перевитрата електричної енергії.

Компенсація зайвої реактивної енергії (потужності) дозволяє:

• зменшити потужність, споживану електричним устаткуванням;
• збільшити частку активної потужності, що віддається вторинними трансформаторами;
• зменшити падіння напруги і втрати на нагрівання в кабельних проводках;
• привести значення коефіцієнта потужності до нормативного (cos = 0,97 .. 0,98) і зменшити оплату за надмірні споживання реактивної енергії.

При вирішенні питань компенсації реактивної потужності необхідно виконання наступних завдань:

1. Вибір способу компенсації.
2. Вибір типу компенсації.
3. Вибір типу обладнання.

1. Вибір способу компенсації

Існують наступні способи компенсації реактивної потужності:

• Індивідуальнакомпенсація (рекомендується для навантажень значної потужності).
• Компенсація, розподілена по щитових (рекомендується для виробництва, що складається з декількох незалежних споживачів).
• Компенсація загальна, встановлена для всієї підстанції.

1. Способи компенсації реактивної потужності[

2. Вибір типу компенсації

Для вирішення завдання з вибору типу компенсації аналізується відношення потужності компенсаторної установки до потужності трансформатора (критерій Qc/Sn). Рекомендується порівняння критерію Qc/Sn з 15 %.

• статична компенсація: Qc / Sn< 15%;
• автоматизована компенсація: Qc / Sn> 15%.

3. Вибір типу обладнання

Існують три типи компенсаційного обладнання, в залежності від рівня забруднення мережі гармоніками. Для вирішення завдання з вибору типу обладнання рекомендується користування наведеною схемою, що аналізує рівень забруднення мережі гармоніками (рис. 2).

2. Діаграма вибору типу обладнання

Критерій Gh/Sn ( відношення повної потужності обладнання до потужності встановленого трансформатора) дозволяє визначити тип відповідного обладнання:

• при значенні Gh/Sn ? 15 — вибирається обладнання типу «Стандартний»;
• при значенні 15 %
• при значенні Gh/Sn> 60 % - необхідне встановлення додаткових фільтрів — реакторів.

Примітка. Sn - сумарна потужність трансформаторів; Gh - сумарна потужність приймачів, що породжують гармоніки: двигуни, статичні перетворювачі і т.д., Qc - потужність компенсаторної установки. У більшості випадків найбільш зручним і раціональним є встановлення автоматизованого ступеневого компенсатора реактивної потужності (АСКРП).

Переваги АСКРП:

• автоматичний вибір потужності, що компенсується, при зміні навантаження (максимальна точність регулювання, виключення генерації);
• можливість індивідуальної настройки параметрів;
• простота обслуговування;
• можливість перепрограмування установки.