Общая информация

Многочисленные промышленные потребители электроэнергии, такие как электродвигатели, вторичные трансформаторы, конвекционные печи, индукционные печи, дроссели люминесцентных ламп и т.д., характеризующиеся индуктивным характером нагрузки, потребляют излишнюю реактивную энергию. Это приводит к перегреву кабельных линий, недогрузке электродвигателей и увеличению расходов за электроэнергию.

Реактивные сопротивления индуктивностей и ёмкостей противоположны по знаку, следовательно, при некоторых значениях реактивных параметров цепи, возможно такое явление, как взаимная компенсация значений реактивных сопротивлений. Такое явление для распределённой цепи носит название резонанс токов.

Этот принцип и заложен в основу идеи компенсации реактивной мощности для промышленных сетей переменного тока, с целью уменьшения перекачки энергии между источником электроэнергии (подстанцией) и потребителем.

За счёт достижения резонансных условий непосредственно возле нагрузки, колебание электрической энергии осуществляется в контуре «нагрузка - компенсационная установка», тем самым существенно уменьшается «перекачка» энергии по силовым фидерам, исключая их перегрев, и, следовательно, перерасход электрической энергии.

Компенсация излишней реактивной энергии (мощности) позволяет:

• уменьшить мощность, потребляемую электрическим оборудованием;
• увеличить долю активной мощности, отдаваемой вторичными трансформаторами;
• уменьшить падение напряжения и потери на нагревание в кабельных проводках;
• привести значение коэффициента мощности к нормативному (cos = 0.97..0,98) и уменьшить оплату за чрезмерные потребления реактивной энергии.

При решении вопросов компенсации реактивной мощности необходимо выполнение следующих задач:

1. Выбор способа компенсации.
2. Выбор типа компенсации.
3. Выбор типа оборудования.

1. Выбор способа компенсации

Существуют следующие способы компенсации реактивной мощности:

• Индивидуальная компенсация (рекомендуется для нагрузок значительной мощности).
• Компенсация, распределённая по щитовым (рекомендуется для производства, состоящего из нескольких независимых потребителей).
• Компенсация общая, установленная для всей подстанции.

1. Способы компенсации реактивной мощности

2. Выбор типа компенсации.

Для решения задачи по выбору типа компенсации анализируется отношение мощности компенсаторной установки к мощности трансформатора (критерий Qc/Sn). Рекомендуется сравнение критерия Qc/Sn с 15 %.

• статическая компенсация: Qc/Sn< 15 %;
• автоматизированная компенсация: Qc/Sn> 15 %.

3. Выбор типа оборудования.

Существуют три типа компенсационного оборудования, в зависимости от уровня загрязнения сети гармониками. Для решения задачи по выбору типа оборудования рекомендуется пользование приведенной схемой, анализирующей уровень загрязнения сети гармониками (рис. 2).

2. Диаграмма выбора типа оборудования

Критерий Gh/Sn (отношение полной мощности оборудования к мощности установленного трансформатора) позволяет определить тип соответствующего оборудования:

• при значении Gh/Sn ? 15 — выбирается оборудование типа «Стандартный»;
• при значении 15%
• при значении Gh/Sn>60% — необходима установка дополнительных фильтров - реакторов.

Примечание. Sn— суммарная мощность трансформаторов; Gh - суммарная мощность приемников, порождающих гармоники: двигатели, статические преобразователи и т.д., Qc - мощность компенсаторной установки. В большинстве случаев, самым удобным и рациональным является установка автоматизированного ступенчатого компенсатора реактивной мощности (АСКРМ).

Преимущества АСКРМ:

• автоматический выбор компенсируемой мощности при изменении нагрузки (максимальная точность регулирования, исключение генерации);
• возможность индивидуальной настройки параметров;
• простота обслуживания;
• возможность перепрограммирования установки.