Для чего нужна компенсация реактивной мощности

Зачем нужна компенсация реактивной мощности: схемы, видео — Asutpp

Для чего нужна компенсация реактивной мощности

Слишком высокая или как еще её называют, реактивная энергия и мощность, способствуют значительному ухудшению работы электрических сетей и систем. Мы предлагаем рассмотреть в нашей статье как производится автоматическая компенсация реактивной мощности (крм) и перекомпенсация в сетях на предприятиях, в квартире и в быту.

Зачем нужна компенсация реактивной мощности

Чем больше требуется энергии — тем выше становится уровень потребления топлива. И это не всегда оправдано. Компенсация мощности, т.е, её правильный расчет, поможет сэкономить в промышленных распределительных электросетях на производстве до 50 % затрачиваемого топлива, а в некоторых случаях и больше.

Нужно понимать, что тем больше ресурсов затрачено на производство, тем выше будет цена конечного продукта. При возможности снизить стоимость изготовления товара, производитель либо предприниматель, сможет снизить его цену, чем привлечь потенциальных клиентов и потребителей.

Как наглядный пример – пара диаграмм ниже. Эти векторы визуально передают полный эффект от работы установки.

Диаграмма до работы установкиДиаграмма после работы установки

Кроме этого, мы также избавляемся от потерь в электросетях, от чего эффект следующий:

  • напряжение ровное, без перепадов;
  • увеличивается долговечность проводов (abb – авв, аку) и индукционной обмотки в жилых помещениях и на заводе;
  • значительная экономия на работе домашних трансформаторов и выпрямителей тока;
  • проведенная компенсация мощности и реактивной энергии значительно продлит время работы мощных устройств (асинхронный двигатель трехфазный и однофазный).
  • значительное снижение электрических затрат.

Общая схема преобразователя

Теория и практика

Чаще всего реактивная энергия и мощность потребляется при использовании трехфазного асинхронного двигателя, здесь и нужна компенсация сильнее всего. Согласно последним данным: 40 % — потребляют двигатели (от 10 кв), 30 – трансформаторы, 10 – преобразователи и выпрямители, 8% — расход освещения

Для того чтобы этот показатель уменьшить, используются конденсаторные устройства или установки. Но существует огромное количество подтипов этих электроприборов. Какие бывают конденсаторные установки и как они работают?

Что такое компенсация реактивной мощности и для чего она нужна?

Для того чтобы производилась компенсация энергии и реактивной мощности конденсаторными батареями и синхронными двигателями, понадобится установка энергосбережения.

Чаще всего используют подобные устройства с реле, хотя вместо него может быть установлен контактор либо тиристор. Дома используются релейные приборы дуговой компенсации.

Но если проводится компенсация реактивной энергии и мощности на заводах, у трансформаторов (там, где несимметричная нагрузка), то намного целесообразнее применять тиристорные устройства.

В отдельных случаях возможно использование комбинированных устройств, это приборы, которые одновременно работают и через линейный преобразователь, и через реле.

 Чем поможет использование установок:

  • подстанция снизит скачки напряжения;
  • электрические сети станут более безопасными для работы электрических приборов, исчезнут проблемы компенсации электричеста и мощности у холодильных установок и сварочных аппаратов;
  • кроме этого, они очень просты в установке и эксплуатации.

Как установить конденсаторные устройства

Предварительно понадобится схема работы электросети, и документы от ПУЭ, по которым и проводится решение о компенсации энергии и реактивной мощности ДСП. Далее необходим экономический расчет:

  • сумма потребления энергии всеми приборами (это печи, цод, автоматические машины, холодильные установки и прочее);
  • сумма поступления тока в сеть;
  • вычисление потерь в цепях до поступления энергии к приборам, и после этого поступления;
  • частотный анализ.

Далее нужно сгенерировать часть мощности сразу на месте её поступления в сеть при помощи генератора. Это называется централизованная компенсация. Она может проводится также при помощи установки cos, electric, schneider, tg.

Но существует также индивидуальная однофазная компенсация реактивной энергии и мощности (либо поперечная), её цена намного ниже. В этом случае производится установка упорядоченных регулирующих устройств (конденсаторов), непосредственно у каждого потребителя питания. Это оптимальный выход, если регулируется трехфазный двигатель или электропривод. Но у этого типа компенсации есть существенный недостаток – она не регулируется, и поэтому называется еще и нерегулируемой или нелинейной.

Статические компенсаторы или тиристоры работают при помощи взаимоиндукции. В этом случае переключение производят при помощи двух или более тиристоров. Самый простой и безопасный метод, но его существенным недостатком является то, что гармоники генерируются вручную, что значительно усложняет процесс монтажа.

Продольная компенсация

Продольная компенсация производится методом варистора или разрядника.

Продольная компенсация реактивной мощности

Сам процесс происходит из-за наличия резонанса, который образуется из-за направления индуктивных зарядов друг другу на встречу. Данная технология и теория компенсации мощности применяется для реактивных и тяговых двигателей, сталеплавильной или станочной техники Гармоники, к примеру, и именуется еще искусственная.

Техническая сторона компенсации

Существует огромное количество производителей и типов установок конденсаторных установок:

  • тиристорные;
  • регуляторы на ферросплавном материале (Чехия);
  • резисторные (производятся в Петербурге);
  • низковольтные;
  • реакторы детюнинг (Германия);
  • модульные – самые новые и дорогостоящие на данный момент приборы;
  • контакторы (Украина).

Их стоимость разнится в зависимости от организации, для боле точной и исчерпывающей информации посетите форум, где обсуждается компенсаций реактивной мощности.

Источник: https://www.asutpp.ru/kompensaciya-reaktivnoj-moshhnosti.html

Компенсация реактивной мощности

Для чего нужна компенсация реактивной мощности

Компенсация реактивной мощности на предприятии позволяет существенно сократить расход электроэнергии, снизить нагрузку на кабельные сети и трансформаторы, продлив тем самым их ресурс.

Установка оборудования компенсации реактивной мощности позволяет сократить расход электроэнергии примерно на 10-20%, а при низких значениях cos φ (0,5 и менее) потребность в электроэнергии может сократиться более чем на 30%.

Внедрение систем компенсации реактивной мощности актуально практически на любом предприятии. На крупных промышленных предприятиях потребителями реактивной мощности в основном являются недогруженные асинхронные двигатели.

Такие двигатели входят состав станков, подъемно-транспортного оборудования, основного технологического оборудования предприятий химической промышленности, нефтепеработки и т.д.

На небольших предприятиях, в офисных зданиях и торговых центрах реактивная мощность может генерироваться нелинейной нагрузкой, системами приточно-вытяжной вентиляции и кондиционирования, электроприводами насосов систем водоснабжения и теплоснабжения, источниками освещения с люминесцентными лампами.

Сертификаты на оборудование

Каталоги продукции

Какие решения мы предлагаем

Наша Компания производит все типы оборудования для компенсации реактивной мощности: низковольтные и высоковольтные конденсаторные установки, батареи статических конденсаторов (БСК), фильтрокомпенсирующие устройства (ФКУ).

Мы можем предложить как типовые решения, так и спроектировать, изготовить и внедрить на предприятии Заказчика уникальную систему компенсации реактивной мощности, учитывающую специфику конкретного предприятия.

В зависимости от потребности Заказчика установки могут изготавливаться как для внутренней, так и для уличной установки. Кроме этого возможен монтаж установок внутри утепленного блок-контейнера.

Для предприятий с резкопеременной нагрузкой (предприятия с большим количеством подъемно-транспортного оборудования, мощного сварочного оборудования и т.д.) мы предлагаем тиристорные конденсаторные установки, которые обеспечивают переключение ступеней конденсаторов с задержкой не более 20 мс.

Для выработки оптимального технического решения мы предлагаем выездные замеры параметров качества электроэнергии в сети предприятия. При необходимости наши инженеры выполнят шефмонтаж оборудования, а также любое гарантийное и послегарантийное обслуживание и ремонт.

Как правильно выбрать оборудование для компенсации реактивной мощности

Компания Матик-электро занимается производством и внедрением систем компенсации реактивной мощности уже более 10 лет. На протяжении всех этих лет мы не только выпускаем оборудование, но проводим научные и исследовательские работы, целью которых является повышение качества нашей продукции.

Имея большой опыт внедрения и обслуживания систем компенсации реактивной мощности мы знаем, что в основном отказы оборудования компенсации реактивной мощности связаны с выходом из строя силовых конденсаторов.

Чаще всего конденсаторы выходят из строя по двум причинам: из-за перегрузки (превышения номинальных значений тока и напряжения) и из-за наличия в сети больших гармонических искажений (свыше 2%). Большие перенапряжения и просадки, наличие больших гармонических искажений встречается на большинстве предприятий.

Такая ситуация обусловлена действующим в настоящее время устаревшим ГОСТ-13109. Например, данный ГОСТ допускает наличие гармонических искажений до 12%.

Для обеспечения длительной безаварийной работы при наличии перегрузок мы используем только качественные конденсаторы от проверенных производителей. Эти конденсаторы обладают повышенной надежностью и большей перегрузочной способностью, чем дешевые аналоги.

Кроме этого применяем конденсаторы и другие комплектующие в полном соответствии с техническими условиями на них и не используем технологические запасы этих комплектующих, как часто для снижения себестоимости делают другие поставщики аналогичной продукции.

В случае присутствия в сети больших гармонических искажений мы предлагаем конденсаторные установки с фильтрами гармоник. Только применение установок с фильтрами гармоник гарантирует длительную бесперебойную работу оборудования. Силовые конденсаторы, не защищенные фильтрами, в сетях с гармониками подвергаются сильному перегреву и быстро выходят из строя

Для правильного определения параметров устанавливаемого оборудования компенсации реактивной мощности мы предлагаем выездные измерения параметров качества электроэнергии. Только имея данные замеров можно определить необходимость применения конденсаторных установок с фильтрами гармоник и правильно рассчитать параметры самих фильтров. Замеры выполняются нашими квалифицированными инженерами с применением высокоточных японских анализаторов качества электроэнергии HIOKI.

Наша компания производит регулируемые и нерегулируемые установки компенсации реактивной мощности на напряжение от 0,4 до 35 кВ. В наших установках мы используем только высококачественные комплектующие ведущих мировых производителей.

Для компенсации реактивной мощности при резкопеременных нагрузках мы предлагаем тиристорные конденсаторные установки, которые обеспечивают переключение ступеней менее чем за 20 мс. При необходимости конденсаторные установки могут изготавливаться с фильтрами, обеспечивающими защиту силовых конденсаторов от гармоник в электросети.

Такие установки целесообразно применять на предприятиях имеющих тиристорные преобразователи, частотные преобразователи, устройства плавного пуска электродвигателей и т.д.

Батареи статических конденсаторов предназначены для компенсации реактивной мощности (выравнивания cos фи) при постоянной нагрузке. Также применение БСК позволяет повысить напряжение на шинах подстанции на 3-4% и снизить потери в электросети. Батареи статических конденсаторов изготавливаются на напряжение до 220кВ.

— конденсаторы SAMWHA (Корея)

— трансформаторы тока SACI (Испания)

— измерительные приборы и регуляторы реактивной мощности Lovato electric (Италия)

Источник: http://www.matic.ru/reactive-power-compensation/

Что такое реактивная мощность и её компенсация

Для чего нужна компенсация реактивной мощности
17.08.2017

Асинхронные двигатели, трансформаторы, газоразрядные и люминесцентные лампы, индукционные и дуговые печи и т.д.

в силу своих физических свойств вместе с активной энергией потребляют из сети также и реактивную энергию, которая необходима для создания электромагнитного поля.

В отличие от активной энергии, реактивная не преобразуется в другие виды – механическую или тепловую – и не выполняет полезной работы, однако вызывает потери при ее передаче. На Рис.1 изображены направления протекания тока при работе с реактивными нагрузками.

Рис.1. Полная мощность.

Наличие в сети реактивной мощности (Q, Вар) характеризуется коэффициентом мощности (PF, cos ф) и является соотношением активной (P, Вт) к полной (S, ВА). Ниже можно увидеть зависимость полной мощности от ее составляющих как на векторной диаграмме, так и на более житейском уровне – бокале пива, где пиво является активной составляющей, а пена – реактивной. Никто же не хочет иметь бокал только с пеной?

Рис.2. Треугольник мощностей. Расчет коэффициента мощности.

При низких значениях коэффициента мощности в сети будет возникать ряд нежелательных явлений, которые могут привести к существенному уменьшению срока службы оборудования. Рекомендуется иметь cos ф не менее 0,9 (например, в Чехии за cos ф менее 0,95 штрафуют). Для этого разработан ряд мероприятий по регулированию баланса реактивной мощности в сети – компенсация реактивной мощности.

Компенсация реактивной мощности (КРМ).

Следует понимать, что реактивная мощность бывает двух характеров – индуктивная и емкостная. Нас интересует компенсация только первого типа, т.к. второй встречается редко. В нашем случае – сетях с индуктивной нагрузкой – для увеличения cos ф требуется устанавливать компенсационные конденсаторы. Но как это сделать?

Выбор способа компенсации предполагает определение места установки конденсаторов (зачастую в составе конденсаторной установки (далее КУ)). Существует три основных варианта:

  • Индивидуальная компенсация

Размещение конденсаторов у устройств с низким cos ф и включение одновременно с последними.

Размещение конденсаторов у группы устройств (например, пожарных насосов).

  • Централизованная компенсация

Предусматривает установку КУ на главном распределительном щите. Если предыдущие варианты могли быть как регулируемыми, так и нет, то этот, как правило, регулируемый.

Рис.3. Способы компенсации.

При правильном подборе КУ мероприятия по компенсации реактивной мощности позволяют:

  • существенно уменьшить нагрузку на трансформаторах, а следовательно уменьшить их нагрев и увеличить срок службы
  • при включении КУ в расчет при проектировании новых объектов, существенно уменьшить сечение проводников
  • при включении КУ в уже существующие сети, разгрузить их, повышая пропускную способность без реконструкции
  • снизить расходы на электроэнергию за счет снижения потери в проводниках
  • повысить стабильность напряжения (все) и качество электроэнергии (при использовании ФКУ)

Где мы можем сэкономить видно невооруженным глазом, но для начала придется и потратиться.

Во-первых, необходимо заказать проект, который следует доверить проверенной организации. Которая в свою очередь проведет ряд измерений или сделает расчеты для новых объектов и исходя из них даст рекомендации по способу компенсации, типу КУ и их параметрам.

Во-вторых, следует выбрать организацию-сборщика, которая соберет, установит и настроит наши КУ.

Что может входить в состав КУ?

Рассмотрим максимально возможную комплектацию конденсаторной установки:

  1. Вводное устройство – автоматический выключатель, разъединитель предохранительный или выключатель нагрузки (при наличии еще одного вводного устройства, например, в ГРЩ).

  2. Защитные устройства ступеней – большинство производителей (например, ZEZ Silko) рекомендуют использовать плавкие вставки с характеристикой gG (см. таблицу ниже), но нередко можно встретить и защиту автоматическими выключателями.

  3. Коммутационное устройство (для статической компенсации НН) – контактор с токоограничевающей приставкой (контакты предварительного включения с сопротивлениями). Важно выбрать качественного производителя, т.к. через контактор при включении ступени проходят огромные токи (до 200Iе), обусловленные зарядом конденсатора, например, Benedict-Jager или Eaton (Moeller).

  4. Антирезонансные дроссели (реакторы) – используются для защиты от перегрузки токами конденсаторов при наличии в сети высших гармоник.

  5. Компенсационные конденсаторы – главный компонент всей установки – емкостной элемент. о применении, конструкции и монтаже низковольтных цилиндрических компенсационных конденсаторов в предыдущей статье.

  6. Регулятор реактивной мощности – своего рода анализатор сети с функцией управления ступенями. В зависимости от модели разные регуляторы кроме основных параметров (U, I, P, cos ф, количество подключенных ступеней) контролируют и ряд дополнительных (нелинейные искажения, температура и т.д). Также могу быть и дополнительные функции, например, коммуникация или автонастройка.

ЭТО ИНТЕРЕСНО:  Что такое зануление и для чего оно нужно

* Рассмотрена только основная комплектация без оболочек и микроклимата, защиты вторичных цепей.

Номинальный ток 3-фазного конденсатора [A]3-фазн. компенсационная мощность при 400 V[kvar]Рекомендуемое сечение Cu проводников [mm2]Номинальный ток предохранителя[A]
2,9 2 2,5 8
3,6 2,5 2,5 8
4,5 3,15 2,5 10
5,8 4 2,5 10
7,2 5 2,5 16
9 6,25 2,5 16
11,5 8 4 20
14,4 10 4 25
18,1 12,5 6 32
21,7 15 6 40
28,8 20 10 50
36,1 25 10 63
43,4 30 16 80
50,5 35 16 100
57,7 40 25 100
72,2 50 25 125
86,6 60 35 160
115,5 80 70 200
144,3 100 95 250

Таблица 1. Подбор предохранителей и проводников.

В заключение хочется напомнить, что неверно спроектированные, собранные и настроенные компенсационные установки или из материалов сомнительного происхождения имеют обыкновение громко выходить из строя.

Коммерческое предложение действительно на 21.06.2020 г.

Источник: https://lsys.su/news/articles/chto-takoe-reaktivnaya-moshchnost-i-eye-kompensatsiya.html

Зачем нужна компенсация реактивной мощности?

Компенсация реактивной мощности на предприятии позволяет существенно сократить расход электроэнергии, снизить нагрузку на кабельные сети и трансформаторы, продлив тем самым их ресурс.

Где необходимы конденсаторные установки?

Как известно Основные потребители электроэнергии на промышленных предприятиях являются такие индуктивные приемники, как асинхронные электродвигатели, трансформаторы, индукционные установки и т. д. Работа этих приемников связана с потреблением реактивной энергии для создания электромагнитных полей.

Реактивная энергия («паразитная» энергия) не производит полезной работы, а, циркулируя между приемником и источником тока, приводит к дополнительной загрузке линий электропередачи и генераторов и, следовательно, снижает коэффициент мощности сети.

Наличие реактивной мощности является неблагоприятным фактором для сети в целом
В результате этого:

  • Возникают дополнительные потери в проводниках вследствие увеличения тока
  • Снижается пропускная способность распределительной сети
  • Отклоняется напряжение сети от номинала (падение напряжения из-за увеличения реактивной составляющей тока питающей сети).

Показателем потребления реактивной мощности является коэффициент мощности (КМ), численно равный косинус угла (ɸ) между током и напряжением.

КМ потребителя определяется как отношение потребляемой активной мощности к полной, действительно взятой из сети, т.е.: COS(ɸ)=Р/S.

Этим коэффициентом принято характеризовать уровень реактивной мощности двигателей, генераторов и сети предприятия в целом. Чем ближе значение COS(ɸ) к единице, тем меньше доля взятой из сети реактивной мощности.

Таким образом, применение Конденсаторных установок остро необходимо на предприятиях, использующих:

  1. Асинхронные двигатели (cos(ɸ) ~0.7)
  2. Асинхронные двигатели, при неполной загрузке (cos(ɸ) ~0.5)
  3. Выпрямительные электролизные установки (cos(ɸ) ~0.6)
  4. Электродуговые печи(cos(ɸ) ~0.6)
  5. Индукционные печи(cos(ɸ) ~0,2-0.6)
  6. Водяные насосы(cos(ɸ) ~0.

    8)

  7. Компрессоры(cos(ɸ) ~0.7)
  8. Машины, станки(cos(ɸ) ~0.5)
  9. Сварочные трансформаторы(cos(ɸ) ~0.4)
  10. Лампы дневного света(cos(ɸ) ~0,5-0.

    6)

Для повышения коэффициента мощности применяют силовые конденсаторы и конденсаторные установки, являющиеся наиболее выгодными источниками получения реактивной мощности.

Плюсы от внедрения Установок компенсации реактивной мощности:

  1. Снижение потребления электроэнергии (от 10-20%, а при cos φ (0,5 и менее) потребность в электроэнергии может сократиться более чем на 30%)и как следствие уменьшение платежей (за счет «исключения» реактивной энергии из сети)
  2. Уменьшение нагрузки (до 30%) элементов распределительной сети (подводящих линий, трансформаторов и распределительных устройств), тем самым продлевается их срок службы
  3. Увеличение пропускной способности системы электроснабжения потребителя (от 30-40%), что позволит подключить дополнительные мощности без увеличения стоимости сетей.

Увеличение КМ решается подключением к сети конденсаторных батарей, производящих реактивную энергию в количестве, достаточном для компенсации реактивной мощности, возникающей в нагрузке.

Способы компенсации

Наиболее выгодный способ компенсации определяется конкретными условиями данного предприятия, и его выбор производится на основании технико-экономических расчетов и рекомендаций наших специалистов. Как правило, компенсация должна производиться в той же сети (на том же напряжении), к которой подключен потребитель, что обеспечивает минимальные потери.

Исторический обзор решений для динамической компенсации реактивной мощности с начала применения переменного тока для передачи электроэнергии до наших дней

Передача электрической энергии с использованием переменного тока началась еще в конце 19 века, заменяя существовавшие небольшие локальные системы постоянного тока.

При расширении локальных систем энергоснабжения и обеспечении передачи на дальние расстояния возникали различные проблемы с управлением напряжением и стабильностью, связанные в первую очередь с небалансом реактивной мощности в системах.

Для управления напряжениями стационарной системы в основном использовалась коммутируемая компенсация реактивной мощности (шунтирующие конденсаторы и шунтирующие реакторы). Динамический способ основывался на вращающихся машинах, например синхронных компенсаторах.

В середине 60-х годов 20 века появились первые статические компенсирующие устройства реактивной мощности, то есть реакторы, управляемые постоянным током (ртутные вентили) и устройства, управляемые тиристорами (конденсаторы с тиристорным управлением, реакторы с тиристорным управлением).

Малое время отклика, низкие потери и меньшие требования к техническому обслуживанию сняли многие ограничения, присущие вращающимся машинам и устройствам, управляемым постоянным током. Оценка рабочих потерь имеет своим результатом всё большее увеличение использования статических конденсаторных установок реактивной мощности, состоящих из комбинаций ветвей конденсаторов и реакторов с тиристорным управлением.

Эти шунтирующие устройства совместно с последовательными конденсаторами с тиристорным управлением составили основу гибких систем передачи переменного тока (FACTS). FACTS позволяет более эффективно использовать системы передачи благодаря улучшенному динамическому управлению напряжением системы с одной стороны и более высокой пропускной способностью с другой стороны.

В системах передачи переменного тока в настоящее время установлены статические конденсаторные установки реактивной мощности общей мощностью более 100 000 МВА.

В устройствах FACTS стали использоваться новые силовые электронные приборы (GTO, IGCT, IGBT), которые позволяют использовать преобразователи тока и напряжения для обеспечения быстродействующей компенсации реактивной мощности.

На основе дальнейшего развития систем управления, совершенствования полупроводниковых приборов и новых технологий преобразователей напряжения в настоящее время компенсация реактивной мощности является ключевым фактором для надёжной передачи энергии переменного тока.

В данной статье вашему вниманию предлагается обзор положений в области систем передачи от начала применения первых УКРМ до существующего в настоящее время положения. Также сравниваются ранние решения и современные устройства, приводятся основные факторы и этапы совершенствования установок и обсуждаются преимущества современных устройств.

Передача энергии переменного тока началась в конце 19 века. Развитие шло от низких уровней напряжения и ограниченных районов до больших расстояний, высоких мощностей и всё более возрастающего напряжения передачи. На рис. 1 приводится примерная картина возрастания напряжения систем передачи от года к году.

Генерация электрической энергии и её потребители обычно не находятся близко друг от друга. Большие города и большие промышленные регионы часто получают электроэнергию от источников, находящихся на большом расстоянии.

Составляющие системы и нагрузка включают в себя источники реактивной мощности (конденсаторы и катушки индуктивности), которые оказывают влияние на профиль напряжения сети и стабильность системы. Линии передачи высоковольтных систем (735 кВ) могут иметь до 200 Мвар емкостной мощности на длину 100 км.

Кабельные соединения могут давать даже большую реактивную мощность. Большие нагрузки, содержащие электрические дуговые печи или мощные приводы, могут иметь до 100 Мвар индуктивной реактивной мощности.

Без соответствующей компенсации реактивной мощности в длинных линиях передачи могут наступить критические условия работы системы из-за сильных колебаний напряжения и проблем со стабильностью. Эти проблемы могут быть решены с помощью схем параллельной и последовательной компенсации.

Если нагрузка чисто резистивная, без индуктивных или емкостных компонентов (реактивной мощности), например, электрический нагреватель, кривые напряжения и тока пересекают координатную ось (проходят через ноль) в одной точке (рис. 1.1).

В этом случае говорят, что напряжение и ток находятся «в фазе». Точки кривой мощности (P) рассчитывается как произведение мгновенных значений напряжения (V) и тока (I). Эта кривая имеет частоту в 2 раза выше частоты напряжения питания и полностью находится в положительной области, так как произведение двух отрицательных чисел является положительным числом, так же, как, естественно, произведение двух положительных чисел.

Рис. 1.1. Кривые напряжения, тока и мощности для чисто резистивной нагрузки (φ = 0°)

В этом случае:

(-V) · (-I) = (+P)

Активная или полезная мощность определяется как составляющая мощности, которая преобразуется в другую форму (например, тепло, свет, механическую энергию) и регистрируется счётчиком электроэнергии. При чисто резистивной или омической нагрузке она вычисляется путём перемножения эффективных значений напряжения [V] и тока [I]:

P (Вт) = V (В) · I (А)

Активная и реактивная мощность

На практике, однако, чисто резистивные нагрузки не являются типичными, обычно также имеется и индуктивная составляющая.

Это относится ко всем потребляющим электроэнергию устройствам, принцип работы которых основан на использовании магнитного поля, к примеру, электродвигателям, дросселям, трансформаторам. Также реактивный ток необходим для процессов коммутации в силовых преобразователях.

Ток, используемый для создания и изменения магнитного поля, не рассеивается, а циркулирует туда и обратно как реактивный ток между генератором и потребителем.

Рис. 1.2. Напряжение, ток и мощность при резистивно-индуктивной нагрузке (φ = 45°)

Как показано на рисунке 1.2, кривые напряжения и тока уже не проходят через ноль в одной точке, а имеется смещение фазы. При индуктивной нагрузке ток отстаёт от напряжения, а при емкостной – ток опережает напряжение. При расчёте мгновенных значений мощности по формуле (P) = (V)·(I) теперь получаются отрицательные значения, если один из множителей отрицательный.

В этом примере фазовый сдвиг φ = 45°. Это соответствует индуктивному cosφ = 0,707. Как видим, часть кривой мощности находится в отрицательной области.

Активная мощность в этом случае определяется по формуле:

P (Вт) = V (В) · I (А) · cosφ

Реактивная мощность

Чисто индуктивная реактивная мощность потребляется двигателями и трансформаторами, работающими без нагрузки (если пренебречь потерями в меди, железе и, при их наличии, потерями на трение). Можно считать, что силовые конденсаторы RTR ENERGIA имеют чисто емкостную реактивную мощность, так как они имеют очень низкие потери (менее 0,05%).

Рис. 1.3. Напряжение, ток и мощность при чисто реактивной нагрузке (φ = 90°)

Если напряжение и ток имеют сдвиг по фазе на 90°, одна половина кривой мощности находится в положительной области, а другая – в отрицательной (рис. 1.3). Активная мощность равна нулю, так как положительная и отрицательная области уравновешивают друг друга.

Реактивная мощность определяется как мощность, которая циркулирует между генератором и нагрузкой на частоте питающего напряжения для обеспечения нарастания и спада магнитного поля.

Q (вар) = V (В) · I (А) · sinφ

Полная мощность

Значение полной мощности является основным параметром при выборе номинальных параметров сетей энергоснабжения. На полную мощность системы должны рассчитываться генераторы, трансформаторы, распределительные устройства, предохранители, автоматические выключатели и проводники.

Значение полной мощности – это результат произведения значений напряжения и тока без учёта фазового сдвига.

Источник: https://khomovelectro.ru/articles/kompensatsiya-reaktivnoy-moshchnosti.html

Влияние реактивной мощности на энергоресурсоэффективность

За последние годы характер потребления электроэнергии сильно изменился. Это обусловлено увеличением мощности нелинейных потребителей, а также опережающим ростом потребления реактивной мощности по отношению к активной вследствие уменьшения загрузки силовых трансформаторов. Это является характерной чертой современной электроэнергетики, отрицательно влияющей на качество и потери электроэнергии.

Поэтому основная задача оптимизации электропотребления, как на стадии проектирования, так и на стадии эксплуатации системы электроснабжения, состоит в том, чтобы наиболее полно обеспечить компенсацию реактивной мощности в сети.

Основные негативные последствия, вызванные ростом потребления реактивной мощности:

  • Общее снижение уровней напряжения в распределительных сетях, на шинах потребителей и снижение качества электрической энергии;
  • Увеличение потерь активной мощности в элементах электрической сети;
  • Дополнительная линий электропередач и силовых трансформаторов потоками реактивной мощности, которые увеличивают токовую нагрузку электросети, снижают резерв пропускной способности и устойчивость сети;
  • Значительное увеличение потребности в источниках реактивной мощности в энергосистеме.
Первопричины и вызываемые ими помехи в сети Колебания напряжения в сети Несимметрия напряжения в сети Высшие гармоники Промежуточные гармоники
Мощные регуляторы напряжения ×
Генераторы электроэнергии (ветровые станции, фотоэлектрические установки) × ×
Медицинские электроприводы (рентгеновские станции, магнитные диагностические аппараты) ×
Эксцентриковые приводы (пилорамы) × ×
Частотные преобразователи (преобразователи числа фаз, несинхронные преобразователи тока) × ×
Газоразрядные лампы (мощные осветительные установки) ×
Пульсирующая нагрузка (напр. от терморегуляторов) ×
Выпрямители переменного тока (напр. для питания ж/д. транспорта, для узлов связи) ×
Мощные потребители (переходные процессы при вкл./выкл.) ×
Индукционные нагревательные установки ×
Дуговые сталеплавильные печи ×
Дуговые сварочные агрегаты ×
Светомузыкальные установки × ×
Среднечастотные индукционные печи ×
Электродвигатели большой мощности (лифты, вентиляторы, насосы) ×
Индукционные печи промышленной частоты × ×
Вентильные преобразователи ×
Кузнечные прессы ×
Агрегаты и блоки резервного питания ×
Электропечи для производства электродов × × ×
Плавильные электропечи ×
Автоматы контактной сварки × × ×

С чего начать? Мониторинг параметров КЭЭ

Чтобы понять суть процессов, протекающих в конкретной электросети, нужна достоверная техническая информация. Для этого необходимо проводить мониторинг параметров электросети, снимая и фиксируя специальными приборами одновременно несколько десятков характеристик электросети с интервалом в доли секунды (токи, напряжения, активные, реактивные и полные мощности по каждой фазе, СosF, гармонический состав сети и т.д.).

Полученную информацию необходимо обрабатывать, анализировать, и только после этого можно будет с уверенностью сказать, что за процессы протекают в вашей электросети, самое главное, где, каким образом и сколько нужно компенсировать реактивной мощности, чтобы электроэнергия, получаемая от поставщика, имела бы необходимые показатели качества, и расходовалась самым экономичным образом на нужды предприятия, без потерь, а вы бы еще и экономили эту самую электроэнергию.

https://www.youtube.com/watch?v=ogZqhwtlEFo\u0026list=PLdIAQEFn6lMqXK3-5DDr0ORcjD9q15RCn

Отрицательное влияние реактивной мощности на электрическую сеть несоизмеримо больше, чем положительное

Недаром еще во времена заката СССР в конце 80-х годов директивно на всех промышленных предприятиях были установлены конденсаторные батареи. К сожалению, в дальнейшие 90-е годы многие предприятия-потребители электроэнергии отключали имевшиеся у них компенсирующие устройства, а некоторые — вовсе демонтировали, не занимались поддержанием их работоспособности по причине отсутствия финансирования.

Все изменилось после опубликования Приказа Минпромэнерго от 22 февраля 2007 года № 49, утверждающего :

«Порядок расчета значений соотношения потребления активной и реактивной мощности для отдельных энергопринимающих устройств потребителей электрической энергии, применяемых для определения обязательств сторон в договорах об оказании услуг по передаче электрической энергии (договоры энергоснабжения)» энергосистемам следует начать подготовку к переходу на новый уровень взаимоотношений с потребителями и новую организацию работ по управлению реактивной мощностью.

Многие энергосистемы уже приступили к этой работе, не дожидаясь указания сверху, на особо проблемных участках электрических сетей устанавливая компенсирующие устройства.

Важно, чтобы положительные результаты этой работы в локальных энергосистемах тиражировались на другие регионы.

После выхода в свет новой методики применения скидок и надбавок к тарифам на электроэнергию, которая готовится в недрах Минпромэнерго, потребителю будет дана возможность получить скидку за поддержание требуемого коэффициента реактивной мощности за регулирование реактивной мощности у себя в электросети предприятия в часы max/min нагрузок.

Пути решения. Новые подходы

Сегодня проектировщикам и эксплуатационным службам пром. предприятий следует обращать особое внимание решению проблемы качества электроэнергии.

Все мощные потребители на предприятии должны оснащаться фильтро-компенсирующими устройствами (ФКУ), а потребители с большой единичной мощностью и резко-переменной нагрузкой (дуговые печи с электропечными трансформаторами 100 МВА и выше) — статическими тиристорными компенсаторами (СТК).

Это позволит обеспечить высокую степень стабилизации требуемой реактивной мощности при по-фазном регулировании, а также снизить уровень высших гармоник в сети за счет фильтро-компенсирующих цепей (ФКЦ). Применение СТК даст также дополнительный технологический эффект.

К примеру, их использование в сетях, питающих дуговые сталеплавильные печи (ДСП), поможет повысить стабильность горения дуги и почти на 10% поднять производительность печи. Кроме того, в остальных менее ответственных участках электросети предприятия необходимо устанавливать регулируемые УКМ с электромеханическим переключением ступеней.

В системах промышленного электроснабжения 6-10 кВ устройства компенсации реактивной мощности служат для поддержания напряжения на шинах 6(10) кВ при провалах напряжения, вызванных КЗ в цепях 110(35) кВ. Они ограничивают колебания напряжения на шинах 6(10) кВ, а гармонические составляющие снижаются фильтро-компенсирующими устройствами ФКУ, состоящими из емкостей и реакторов, при этом улучшается и СosF.

На трансформаторных подстанциях рекомендуется применять устройства компенсации реактивной мощности, например такие как управляемые шунтирующие реакторы с вакуумными (элегазовыми) выключателями с повышенным коммутационным ресурсом и устройством синхронной коммутации в сетях до110 кВ включительно.

В электроустановках потребителей 0,4-10 кВ наиболее действенным и эффективным способом снижения потребляемой из сети реактивной мощности является применение регулируемых конденсаторных установок УКМ непосредственно на шинах РУНН-0,4 кВ трансформаторных подстанций.

Преимущества УКМ перед другими техническими средствами — синхронными компенсаторами и синхронными двигателями, в том, что последние имеют большие потери активной электрической мощности и вращающиеся части, подверженные механическому износу.

В качестве примера снижения электропотребления системы электроснабжения коммунальных однофазных потребителей представляет интерес опыт применения УКРМ в низковольтных городских распределительных сетях при минимальном удалении от потребителей, предприятий, входящих в группу Endesa (Испания). По данным Edeinor S. A.A.

[6], установка конденсаторов суммарной мощностью 37 000 кВАр в 114 000 домовладений района Инфантас северной части Лимы (Перу), повысила средневзвешенный CosF распределительной сети с 0,84 до 0,93, что позволило ежегодно экономить примерно 280 кВт/ч на каждый установленный кВАр реактивной мощности или всего около 19 300 МВт/?ч в год.

Остались вопросы? Специалисты ЭНЕРГОПУСК ответят на Ваши вопросы:

8-800-700-11-54 (8-18, Пн-Вт)

Источник: https://epusk.ru/articles/kondensatornye-ustanovki/vliyanie-reaktivnoy-moshchnosti-na-energoresursoeffektivnost/

Компенсация реактивной мощности как средство сокращения затрат

Описание:

В последние годы наблюдается значительный рост производства и развитие инфраструктуры городов. В связи с этим увеличивается число и мощности электроприемников, использующихся на производствах в основных технологических и вспомогательных циклах, а объекты инфраструктуры применяют все большее количество осветительных аппаратов для рабочего освещения, рекламы и дизайна. Соответственно увеличивается потребляемая электрическая мощность.

https://www.youtube.com/watch?v=SPUPwp9HA0A\u0026list=PLdIAQEFn6lMqXK3-5DDr0ORcjD9q15RCn

В последние годы наблюдается значительный рост производства и развитие инфраструктуры городов. В связи с этим увеличивается число и мощности электроприемников, использующихся на производствах в основных технологических и вспомогательных циклах, а объекты инфраструктуры применяют все большее количество осветительных аппаратов для рабочего освещения, рекламы и дизайна. Соответственно увеличивается потребляемая электрическая мощность.

https://www.youtube.com/watch?v=SPUPwp9HA0A\u0026list=PLdIAQEFn6lMqXK3-5DDr0ORcjD9q15RCn

В зависимости от вида используемого оборудования нагрузка подразделяется на активную, индуктивную и емкостную. Наиболее часто потребитель имеет дело со смешанными активно-индуктивными нагрузками. Соответственно, из электрической сети происходит потребление как активной, так и реактивной энергии.

Активная энергия преобразуется в полезную – механическую, тепловую и пр. энергии.

Реактивная же энергия не связана с выполнением полезной работы, а расходуется на создание электромагнитных полей в электродвигателях, трансформаторах, индукционных печах, сварочных трансформаторах, дросселях и осветительных приборах.

Показателем потребления реактивной энергии (мощности) является коэффициент мощности сosj. Он показывает соотношение активной мощности Р и полной мощности S, потребляемой электроприемниками из сети:

сosj = P / S.

Значения коэффициента мощности нескомпенсированного оборудования приведены в табл. 1, а усредненные значения коэффициента мощности для систем электроснабжения различных предприятий – в табл. 2. В оптимальном режиме показатель должен стремиться к единице и соответствовать нормативным требованиям.

Таким образом, видно, что при отсутствии компенсации реактивной мощности потребитель переплачивает за потребление реактивной энергии 30–40% общей стоимости.

Срок окупаемости конденсаторных установок можно оценить следующим образом:

T = З1/(З2 – З3),

где З1 – стоимость конденсаторной установки, руб.;

З2 – затраты на электроэнергию без компенсации, руб./мес.;

З3 – затраты на электроэнергию при применении конденсаторных установок, руб./мес.

Применение конденсаторных установок

Основы компенсации реактивной мощности

Реактивный ток дополнительно нагружает линии электропередачи, что приводит к увеличению сечений проводов и кабелей и соответственно к увеличению капитальных затрат на внешние и внутриплощадочные сети. Реактивная мощность наряду с активной мощностью учитывается поставщиком электроэнергии, а следовательно, подлежит оплате по действующим тарифам, поэтому составляет значительную часть счета за электроэнергию.

Наиболее действенным и эффективным способом снижения потребляемой из сети реактивной мощности является применение установок компенсации реактивной мощности (конденсаторных установок). Наглядно это представленно на рисунке.

Использование конденсаторных установок позволяет:

— разгрузить питающие линии электропередачи, трансформаторы и распределительные устройства;

— снизить расходы на оплату электроэнергии;

— при использовании определенного типа установок снизить уровень высших гармоник;

— подавить сетевые помехи, снизить несимметрию фаз;

— сделать распределительные сети более надежными и экономичными.

На практике коэффициент мощности после компенсации находится в пределах от 0,93 до 0,99.

Единичная компенсация

предпочтительна там, где:

— требуется компенсация мощных (свыше 20 кВт) потребителей;

— потребляемая мощность постоянна в течение длительного времени.

Групповая компенсация

применяется для случая компенсации нескольких расположенных рядом и включаемых одновременно индуктивных нагрузок, подключенных к одному распределительному устройству и компенсируемых одной конденсаторной батареей.

Единичная компенсация Групповая компенсация

Централизованная компенсация

Для предприятий с изменяющейся потребностью в реактивной мощности постоянно включенные батареи конденсаторов не приемлемы, т. к. при этом может возникнуть режим недокомпенсации или перекомпенсации. В этом случае конденсаторная установка оснащается специализированным контроллером и коммутационно-защитной аппаратурой.

При отклонении значения сosj от заданного значения контроллер подключает или отключает ступени конденсаторов. Преимущество централизованной компенсации заключается в следующем: включенная мощность конденсаторов соответствует потребляемой в конкретный момент времени реактивной мощности без перекомпенсации или недокомпенсации.

Централизованная компенсация

При выборе конденсаторной установки требуемая мощность конденсаторов может определяться как

Qc = P • (tgj1 – tgj2),

где tgj1 – коэффициент мощности потребителя до установки компенсирующих устройств;

tgj2 – коэффициент мощности после установки компенсирующих устройств (желаемый или задаваемый энергосистемой коэффициент).

P = Ew/T

где Ew – показания счетчика активной энергии, кВт•ч;

Eq – показатель счетчика реактивной энергии, кВАр•ч;

T – период снятия показаний счетчиков электроэнергии, ч.

Технико-экономический эффект, ожидаемый в результате применения конденсаторных установок, представлен в табл. 3.

Конденсаторные установки компенсации реактивной мощности

Для реализации задачи компенсации реактивной мощности на стороне 0,4 кВ ЗАО «ЭТМ» рекомендует использовать и предлагает к поставке конденсаторные установки типа УК, УКМ58, УКМ70 и УКМФ71, на стороне 6,3 и 10,5 кВ – установки типа УКЛ(П)-56 производства ЗАО «Электро-интернешнл».

Данные конденсаторные установки являются наиболее адаптированными к требованиям российских энергосетей и потребителей.

На протяжении длительного срока эксплуатации они зарекомендовали себя как качественное, надежное оборудование, позволяющее решать любые задачи компенсации реактивной мощности.

В зависимости от типоисполнения установки изготавливаются в различном конструктивном исполнении и комплектации (табл.4).

Преимущества установок обуславливаются использованием:

— самовосстанавливающихся сегментированных конденсаторов, что обеспечивает их надежность, долговечность и низкую стоимость при профилактических и ремонтных работах;

— специальных контакторов опережающего включения, увеличивающих срок службы контакторов;

— специальных контроллеров нескольких типов, обеспечивающих автоматическое регулирование cosj, в том числе с возможностью передачи данных на PC и возможностью контроля в сети высших гармоник тока и напряжения;

— индикации при неисправностях;

— фильтра высших гармонических;

— устройства терморегуляции;

— эмалевой или порошковой окраски (по желанию заказчика).

По желанию заказчика возможно изготовление и поставка конденсаторных установок напряжением 0,4 кВ, мощностью до 1 200 кВАр.

Вся продукция имеет соответствующие сертификаты.

ООО «ЭТМ» является официальным представителем завода «Электро-интернешнл» и предлагает услуги по расчету требуемой установки по заданным параметрам, поставке оборудования и отгрузке продукции со склада.

Таблица 1
Тип нагрузки Примерный коэффициент мощности
Асинхронный электродвигатель до 100 кВт 0,6-0,8
Асинхронный электродвигатель 100-250 кВт 0,8-0,9
Индукционная печь 0,2-0,6
Сварочный аппарат переменного тока 0,5-0,6
Электродуговая печь 0,6-0,8
Лампа дневного света 0,5-0,6
Таблица 2
Тип нагрузки Примерный коэффициент мощности
Хлебопекарное производство 0,6-0,7
Мясоперерабатывающее производство 0,6-0,7
Мебельное производство 0,6-0,7
Лесопильное производство 0,55-0,65
Молочные заводы 0,6-0,8
Механообрабатывающие заводы 0,5-0,6
Авторемонтные предприятия 0,7-0,8
Таблица 3
сosj1, без компенсации сosj2 с компенсацией Снижение величины тока и полной мощности, % Снижение величины тепловых потерь, %
0,5 0,9 44 69
0,5 1 50 75
0,6 0,9 33 55
0,6 1 40 64
0,7 0,9 22 39
0,7 1 30 51
0,8 1 20 36
Таблица 4
Типоиспол-нение Номинальное напряжение, кВ Диапазон мощности, кВАр Наличие регулятора Климатическое исполнение и категория размещения
УК 0,4 10-200 УЗ
УКМ58 0,4 20-603 + УЗ (У1)
УКМ70 0,4 50-550 + УЗ (У1)
УКМФ71 0,4 25-300 + УЗ(У1)
УКЛ(П)56 6,3 или 10,5 450-1 800 У1
УКЛ(П)57 6,3 или 10,5 450-1 800 У1

Источник: https://www.abok.ru/for_spec/articles.php?nid=1967

Компенсация реактивной мощности — наиболее эффективное средство рационального использования электроэнергии

В настоящее время основной нагрузкой электрической сети переменного тока промышленных предприятий являются асинхронные двигатели и распределительные трансформаторы, имеющие значительную индуктивность.

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 следующими отрицательными явлениями:

  • повышение активных потерь (так как величина полной мощности повышается);
  • снижение нагрузочной способности (так как 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, 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, так как сечение питающего кабеля рассчитано на максимальную нагрузку.

Источник: https://power-e.ru/quality/kompensacziya-reaktivnoj-moshhnosti-naibolee-effektivnoe-sredstvo-raczionalnogo-ispolzovaniya-elektroenergii/

Для чего нужна компенсация реактивной мощности?

Наибольшую нагрузку промышленным электрическим сетям дают асинхронные электродвигатели и трансформаторы.

Результатом индуктивной нагрузки становится реактивная мощность, не дающая никакого нужного действия, она лишь приводит к генерированию электромагнитных полей и увеличивает нагрузку на электрические цепи.

Чтобы устранить возможные негативные последствия такого воздействия, требуется компенсация реактивной мощности. Ведущими ее потребителями являются асинхронные электромоторы и малонагруженные трансформаторы.

Для чего нужно ее компенсировать?

Активная и реактивная мощность параллельно учитываются поставщиком электроэнергии, и отсутствие компенсации приводит к значительному увеличению счетов за электричество. Компенсация безваттной или реактивной мощности необходима сразу по нескольким причинам:

  • Ее наличие способствует ухудшению показателей работы электросети. Электростанции перегружаются, что приводит к увеличенному расходу топлива и напрасным потерям.
  • Она приводит к существенному повышению нагрузки на линии электропередач, в результате приходится использовать силовые кабели с большим размером сечения. Это провоцирует повышенные затраты на обустройство и поддержание работоспособности ЛЭП.
  • Компенсатор реактивной мощности значительно сокращает энергозатраты предприятия, что дает возможность снизить себестоимость готовой продукции.

Аудит энергосбережения на предприятии помогает выявить избыточный расход, чтобы подобрать наиболее эффективный метод компенсации.

Что дают компенсаторные установки?

Установка компенсации реактивной мощности помогает решить сразу несколько задач:

  • Сокращение общих трат электрической энергии для повышения рентабельности работы предприятия.
  • Снижение нагрузки на подводящие линии, трансформаторные устройства и другие компоненты электросети. В результате увеличивается срок их безаварийной эксплуатации.
  • Понижение тепловых потерь тока, снижение сетевых помех, устранение асимметрии фаз.
  • Наращивание пропускной способности системы электроснабжения, что дает возможность подключать дополнительные потребители без дорогостоящей модернизации энергосети.

Таким образом, установки реактивной мощности компенсируют ее, предотвращая избыточную нагрузку и сводя к минимуму напрасные потери электроэнергии. Компенсация может быть индивидуальной для каждого потребителя тока, групповой для нескольких приборов или централизованной, при которой группа конденсаторов устанавливается в распределительный шкаф.

Помощь при выборе компенсаторных установок

АО «Электроинтер» помогает выбрать подходящие установки компенсации реактивной мощности для асинхронных электродвигателей и другого электрооборудования. Предоставляются подробные консультации по выбору электротехники, а также по проведению необходимых расчетов.

Источник: http://electrointer.ru/stati/dlja-chego-nuzhna-kompensacija-reaktivnoj-moshhnosti/

Высоковольтные конденсаторные установки

Конденсаторные установки (6 кв. и 10 кв.) компенсации реактивной мощности для сетей высокого напряжения предназначены, для повышения коэффициента компенсации реактивной мощности электроустановок промышленных предприятий и распределительных сетей напряжением 6 и 10 кВ, частоты 50Гц.

Варианты исполнения установок компенсации реактивной мощности на высокое напряжениеУКЛ(П) 56 (КРМ)УКЛ(П)57 (КРМ)АУКРМ, УКРМ (КРМ)АУКРМФ, УКМФ (КРМФ)
Номинальная , кВ 6,3; 10,5
Номинальная частота, Гц 50
Номинальная , квар от 100 квар и выше (рекомендуем заполнить опросный лист)
Стандартный шаг регулирования, квар 50; 100; 150; 200; 250; 300; 450 возможны другие варианты по требованию Заказчика
Варианты регулирования нерегулируемая / ручное регулирование автоматическое или ручное
Максимальная перегрузка по току, Iном 1,3
Максимальная перегрузка по напряжению, Uном 1,1
Схема соединения конденсаторов треугольник
Тип конденсаторов Однофазные или трёхфазные конденсаторные установки производства РФ или стран Европейского союза. Конденсаторы изготовлены в металлическом корпусе со встроенными разрядными резисторами. Конденсаторы пропитаны экологически безопасной диэлектрической жидкостью и защищены от короткого замыкания предохранителями.
Наличие защиты конденсаторов от токов высших гармоник установки используются в сетях с гармоническими искажениями согласно ГОСТ 13109-97 В составе используюттся в соответствии с параметрами электросети заказчика фильтры гармоник на 134; 189 и 210 Гц
Варианты исполнения металлический шкаф окрашенный полиэфирной композицией по RAL7032 с принудительной вентиляцией; блочно-модульный контейнер северного исполнения с утепленной металлической оболочкой, штатно оборудуется освещением, источником энергии 220В, системой отопления и вентиляции, опционально оборудуется системами пожаротушения и сигнализации, воздушным вводом.В обоих исполнениях возможна окраска в корпоративные цвета заказчика с нанесением логотипа компании (требуется ТЗ)
Варианты климатического исполнения внутреннее У3; наружнее У1; в блочно-модульном контейнере УХЛ1
Класс защиты от IP21 до IP54
Диапазон температур, стандартно от -40 до + 40 металический шкаф, от -60 до + 40 блочно-модульный контейнер
Габаритные размеры стандартно в соттветствии с типономиналом или по ТЗ заказчика

Структура условного обозначения типономинала установок расшифровывается следующим образом:

АУКРМ (УКЛ(П))1 – Х2–ХХХ3–ХХХ4–Х5Х6–К7–ХХХ8Х9

1 – установка конденсаторная регулируемая, УКЛ(П) — нерегулируемая буквы Л и П обозначают с какой стороны расположена вводная ячейка, с левой или с правой;

2 – напряжение, кВ;

3 – мощность, кВАр;

4 – мощность минимальной ступени, кВАр;

5 – наличие постоянной ступени: 1 – есть, 0 – нет;

6 – число автоматических ступеней;

7 – контейнерного исполнения;

8 – вид климатического исполнения;

9 – категория размещения.

Используйте эту схему при заказе конденсаторных установок.

Для целей более точного и максимального соответствия заказанного у нас изделия под потребности вашего предприятия предлагаем Вам заполнить прилагаемый опросный лист — это не займет много времени, а в результате вы получите именно то, что Вам нужно. Опросный лист в формате PDF можно скачать здесь или заполнить электронную форму.

Виды реактивной мощности

Современная промышленность не обходится без силовых электроустановок, любое предприятие использует множество станков, электродвигателей, понижающих трансформаторов, стабилизаторов электрического напряжения. Все эти приборы и установки потребляют определенные мощности от электросетей. Все электропотребители работают с разным КПД, уменьшить энергозатраты возможно с помощью установоки  фазного смещения.

Потребляемую мощность можно условно разделить на два вида: это активная и реактивная. Активная (cos ) –это то, из чего складывается КПД электроприбора, расходуется и в полной мере преобразуется в какое то действие: вращение электромоторов, выделение тепла, освещения.

При индуктивной или емкостной нагрузке, ток смещается по фазе относительно напряжения(sin), этот параметр называется реактивной мощностью. Чем меньше смещение, тем больше компенсации реактивной мощности отдается полезной нагрузке.

Реактивная (sin ) – это затраченная энергия на магнитные поля создаваемые устройством и не несущая полезного действия, но она необходима для обеспечения работы прибора (электромоторы, трансформаторы, электромагниты). Для таких потребителей электроэнергии существуют компенсаторы.

Эти приборы позволяют, уравнивая ток и напряжение в фазе отдавать наиболее полнов активную нагрузку, уменьшая потребление электроэнергии устройством и соответственно увеличить экономию. При правильном подборе режима работы, возможно, добиться до 50% экономии электроэнергии.

Для быстрого разряда конденсаторов после их отключения применяются индуктивные или активные разрядные сопротивления, подключенные параллельно к конденсаторной батарее. Без разрядных сопротивлений естественный саморазряд конденсаторные установки до безопасного напряжения 65 В происходит медленно, оставшийся на зажимах отключенной батареи напряжение будет опасным для обслуживающего персонала.

Конденсаторные установки и их применение

Конденсаторные установки компенсации реактивной мощности (КРМ) широко применяются на промышленных предприятиях и различаются на высоковольтные и низковольтные, а так же на местного назначения и общего. Конденсаторные установки КРМ местного (индивидуального) назначения используются для подключения одного устройства.

Централизованные (общие) установки КРМ подключаются на общем вводе энергосети предприятия. Такие УКРМ выпускаются с автоматической регулировкой, обеспечивая подстройку независимо от потребляемой компенсации реактивной мощности оконечными установками. Шаг подстройки так же возможно задавать вручную, изменяя количество конденсаторных блоков .

Принцип действия

Принцип действия конденсаторных установок КРМ основан на компенсировании конденсаторами «провалов» вольтамперных характеристик относительно полуволны переменного напряжения, а включение в конденсаторную батарею дроссельных контуров, обеспечивает сглаживание и фильтрацию паразитных гармоник.

Такое включение так же исключает резонансное биение индуктивности установки и питающей сети. УКРМ выпускаемые промышленностью обеспечивают питание электроприборов от 0.3 до 0.7 КВ для низковольтных устройств и до 12 КВ для высоковольтных.

Защита по току и пожаробезопасности соответствует установленным требованиям для силового электрооборудования.

Конструкция

УКРМ изготовляются в виде металлических шкафов, оборудуются нишами для расположения конденсаторных батарей. Обеспечивается замена или дополнение блоков конденсаторов установки на выдвижных консолях. Предусмотрена вентиляция пассивная или принудительная.

Так же внимание уделено защите от несанкционированного доступа и от поражения электрическим током. Для обслуживания и регламентных работ в некоторых типах шкафов устанавливается электрическая подсветка.

Все электрошкафы предусматривают расположение токовых автоматов или блока предохранителей для защиты от короткого замыкания.

Источник: http://www.kondensator.su/kondensatornye-ustanovki/krm-reactive-power-compensation.html

Компенсация реактивной мощности: способы и средства

Компенсация реактивной мощности: способы и средства

Реактивная мощность — часть полной мощности, затрачиваемая на электромагнитные процессы в нагрузке имеющей емкостную и индуктивную составляющие. Не выполняет полезной работы, вызывает дополнительный нагрев проводников и требует применения источника энергии повышенной мощности.

Статьи по теме компенсации реактивной мощности

Реактивная мощность относится к техническим потерям в электросетях согласно Приказу Минпромэнерго РФ № 267 от 04.10.2005.

При нормальных рабочих условиях все потребители электрической энергии, чей режим сопровождается постоянным возникновением электромагнитных полей (электродвигатели, оборудование сварки, люминесцентные лампы и многое др.

) нагружают сеть как активной, так и реактивной составляющими полной потребляемой мощности.

Эта реактивная составляющая мощности (далее реактивная мощность) необходима для работы оборудования содержащего значительные индуктивности и в то же время может быть рассмотрена как нежелательная дополнительная нагрузка на сеть.

Для наглядности и лучшего понимания происходящих процессов, рекомендуем ознакомиться с роликом о реактивной мощности:

При значительном потреблении реактивной мощности напряжение в сети понижается. В дефицитных по активной мощности энергосистемах уровень напряжения, как правило, ниже номинального. Недостаточная для выполнения баланса активная мощность передается в такие системы из соседних энергосистем, в которых имеется избыток генерируемой мощности. Обычно энергосистемы дефицитные по активной мощности, дефицитны и по реактивной мощности.

Однако недостающую реактивную мощность эффективнее не передавать из соседних энергосистем, а генерировать в компенсирующих устройствах, установленных в данной энергосистеме.

В отличие от активной мощности реактивная мощность может генерироваться не только генераторами, но и компенсирующими устройствами – конденсаторами, синхронными компенсаторами или статическими источниками реактивной мощности, которые можно установить на подстанциях электрической сети.

Компенсация реактивной мощности, в настоящее время, является немаловажным фактором позволяющим решить вопрос энергосбережения и снижения нагрузок на электросеть.

По оценкам отечественных и ведущих зарубежных специалистов, доля энергоресурсов, и в частности электроэнергии занимает значительную величину в себестоимости продукции.

Это достаточно веский аргумент, чтобы со всей серьезностью подойти к анализу и аудиту энергопотребления предприятия, выработке методики и поиску средств для компенсации реактивной мощности.

Средства компенсации реактивной мощности

Индуктивной реактивной нагрузке, создаваемой электрическими потребителями, можно противодействовать с помощью ёмкостной нагрузки, подключая точно рассчитанный конденсатор. Это позволяет снизить реактивную мощность, потребляемую от сети и называется корректировкой коэффициента мощности или компенсацией реактивной мощности.

Преимущества использования конденсаторных установок, как средства для компенсации реактивной мощности

  • малые удельные потери активной мощности (собственные потери современных низковольтных косинусных конденсаторов не превышают 0,5 Вт на 1000 ВАр);
  • отсутствие вращающихся частей;
  • простой монтаж и эксплуатация (не нужно фундамента);
  • относительно невысокие капиталовложения;
  • возможность подбора любой необходимой мощности компенсации;
  • возможность установки и подключения в любой точке электросети;
  • отсутствие шума во время работы;
  • небольшие эксплуатационные затраты.

В зависимости от подключения конденсаторной установки возможны следующие виды компенсации:

  1. Индивидуальная или постоянная компенсация, при которой индуктивная реактивная мощность компенсируется непосредственно в месте её возникновения, что ведет к разгрузке подводящих проводов (для отдельных, работающих в продолжительном режиме потребителей с постоянной или относительно большой мощностью — асинхронные двигатели, трансформаторы, сварочные аппараты, разрядные лампы и т.д.).
  2. Групповая компенсация, в которой аналогично индивидуальной компенсации для нескольких одновременно работающих индуктивных потребителей подключается общий постоянный конденсатор (для находящихся вблизи друг от друга электродвигателей, групп разрядных ламп). Здесь также разгружается подводящая линия, но только до распределения на отдельных потребителей.
  3. Централизованная компенсация, при которой определенное число конденсаторов подключается к главному или групповому распределительному шкафу. Такую компенсацию применяют, обычно, в больших электрических системах с переменной нагрузкой. Управление такой конденсаторной установкой выполняет электронный регулятор — контроллер, который постоянно анализирует потребление реактивной мощности от сети. Такие регуляторы включают или отключают конденсаторы, с помощью которых компенсируется мгновенная реактивная мощность общей нагрузки и, таким образом, уменьшается суммарная мощность, потребляемая от сети.

Групповая компенсация

Индивидуальная компенсация

Централизованная компенсация

Установка компенсации реактивной мощности состоит из определенного числа конденсаторных ветвей, которые в своём построении и ступенях подбираются исходя из особенностей каждой конкретной электросети и её потребителей реактивной мощности.

Больше других распространены ветви в 5 кВАр, 7,5 кВАр, 10 кВАр 12,5 кВАр, 20 кВАр, 25 кВАр, 30 кВАр, 50 кВАр. Более крупные ступени включения, например, в 100 кВАр или ещё больше, достигаются соединением нескольких малых ветвей.

Таким образом, снижается нагрузка на сеть, создаваемая токами включения и следовательно, уменьшаются образующиеся от этого помехи (например, импульсы тока).

Если в напряжении электросети содержится большая доля высших гармоник, то конденсаторы, обычно, защищают дросселями (реакторами фильтрующего контура).

Применение автоматических установок компенсации реактивной мощности позволяет решить ряд проблем:

  1. снизить загрузку силовых трансформаторов (при снижении потребления реактивной мощности снижается потребление полной мощности);
  2. обеспечить питание нагрузки по кабелю с меньшим сечением (не допуская перегрева изоляции);
  3. за счет частичной токовой разгрузки силовых трансформаторов и питающих кабелей подключить дополнительную нагрузку;
  4. позволяет избежать глубокой просадки напряжения на линиях электроснабжения удаленных потребителей (водозаборные скважины, карьерные экскаваторы с электроприводом, стройплощадки и т. д.);
  5. максимально использовать мощность автономных дизель — генераторов (судовые электроустановки, электроснабжение геологических партий, стройплощадок, установок разведочного бурения и т. д.);
  6. облегчить пуск и работу двигателя (при индивидуальной компенсации);
  7. автоматически отслеживается изменение реактивной мощности нагрузки в компенсируемой сети и, в соответствии с заданным, корректируется значение коэффициента мощности — cosφ;
  8. исключается генерация реактивной мощности в сеть;
  9. исключается появление в сети перенапряжения, т. к. нет перекомпенсации, возможной при использовании нерегулируемых конденсаторных установок;
  10. визуально отслеживаются все основные параметры компенсируемой сети;

Установки компенсации изготавливаются из отдельных, расположенных в металлических шкафах, силовых компенсационных модулей, конструкция которых обеспечивает взаимозаменяемость идентичных элементов установки. Сборка и комплектация установок компенсации реактивной мощности производится на предприятии-изготовителе, а на месте их размещения — только монтаж и подключение к компенсируемой сети электроснабжения.

Установки компенсации реактивной мощности до100 кВАр, обычно, выпускаются в настенном исполнении.

Размещать установки компенсации лучше всего вблизи распределительного щита, т.к. в этом случае упрощается их присоединение к электросети. При соблюдении требований ПУЭ комплектные установки компенсации реактивной мощности можно устанавливать непосредственно в производственных помещениях.

Источник: https://www.nucon.ru/reactive-power/reactive-power-and-types-of-compensation.php

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Электро Дело
Какой провод для подключения варочной панели

Закрыть