Metode de compensare a puterii reactive în sistemele de alimentare cu energie electrică

Puterea reactivă este partea din puterea totală care este destinată susținerii proceselor electromagnetice în sarcini care au componente reactive inductive și capacitive.

Puterea reactivă în sine nu este folosită pentru a face nicio lucrare utilă, spre deosebire de puterea activă, cu toate acestea, prezența curenților reactivi în fire duce la încălzirea acestora, adică pierderi de putere sub formă de căldură, ceea ce obligă furnizorul de energie electrică să furnizeze utilizatorului cu putere maximă crescută. Între timp, în conformitate cu ordinul Ministerului Industriei și Energiei al Federației Ruse nr. 267 din 4 octombrie 2005, puterea reactivă este clasificată ca pierderi tehnice în rețelele electrice.

Dar câmpurile electromagnetice apar întotdeauna în modurile normale de funcționare a unui număr mare de soiuri de echipamente electrice: lămpi fluorescente, motoare electrice pentru diverse scopuri, instalații cu inducție etc.— toate astfel de sarcini nu numai că consumă putere activă utilă din rețea, ci provoacă și apariția puterii reactive în circuitele extinse.

Și, deși fără putere reactivă, mulți consumatori care conțin componente inductive tangibile nu ar putea funcționa în principiu, deoarece au nevoie de puterea reactivă ca o fracțiune din puterea totală, puterea reactivă este adesea raportată ca o suprasarcină dăunătoare în raport cu rețelele electrice.

Deteriorarea puterii reactive fără compensare

În general, atunci când cantitatea de putere reactivă din rețea devine semnificativă, tensiunea rețelei scade, această condiție este foarte caracteristică sistemelor de alimentare cu un deficit al componentei active - tensiunea rețelei este întotdeauna sub valoarea nominală. Și apoi puterea activă lipsă provine de la sistemele energetice învecinate, unde în prezent este generată o cantitate excesivă de electricitate.

Dar astfel de sisteme, care necesită întotdeauna reaprovizionare în detrimentul vecinilor, în cele din urmă se dovedesc întotdeauna a fi ineficiente și, la urma urmei, pot deveni cu ușurință eficiente, este suficient să se creeze condiții pentru generarea puterii reactive chiar la fața locului, în dispozitive de compensare special adaptate selectate pentru sarcini activ-reactive acest sistem de alimentare.

Cert este că puterea reactivă nu trebuie să fie generată într-o centrală electrică de un generator; în schimb, poate fi obținut în instalatie compensatoare (în condensator, compensator sincron, în sursă de putere reactivă statică) situat în substație.

Compensarea puterii reactive de astăzi nu este doar un răspuns la întrebările despre economisirea energiei și despre modul de optimizare a sarcinilor rețelei, ci și un instrument valoros pentru a afecta economia întreprinderilor. Până la urmă, prețul final al oricărui produs fabricat este format, nu în ultimul rând, din energia electrică consumată, care, dacă va fi redusă, va reduce costurile de producție. Aceasta este concluzia la care au ajuns auditorii și specialiștii în energie, care a determinat multe companii să recurgă la calculul și instalarea sistemelor de compensare a puterii reactive.

Pentru a compensa puterea reactivă a unei sarcini inductive - alegeți o anumită capacitate condensatorCa urmare, puterea reactivă consumată direct de rețea scade, aceasta fiind acum consumată de condensator. Cu alte cuvinte, factorul de putere al consumatorului (cu un condensator) crește.

Pierderile active devin acum nu mai mult de 500 mW pe 1 kVar, în timp ce părțile mobile ale instalațiilor sunt absente, nu există zgomot, iar costurile de exploatare sunt neglijabile. Condensatorii pot fi instalați în principiu în orice punct al rețelei electrice, iar puterea de compensare este selectată individual. Instalarea se realizează în dulapuri metalice sau într-o versiune desktop.

Metode de compensare a puterii reactive în sistemele de alimentare cu energie electrică

În funcție de schema de conectare a condensatoarelor la consumator, există mai multe tipuri de compensare: individuală, de grup și centralizată.

• Cu compensare individuală, condensatoarele (condensatorul) sunt conectate direct la locul de apariție a puterii reactive, adică propriul (condensator) - la un motor asincron, separat - la o lampă cu descărcare în gaz, individual - la o mașină de sudură , condensator personal — pentru cuptor cu inducție, pentru transformator etc. d. Aici, firele de alimentare către fiecare anumit consumator sunt descărcate de la curenții reactivi.

• Compensarea grupului implică conectarea unui condensator comun sau a unui grup comun de condensatoare la mai mulți consumatori cu componente inductive semnificative simultan. În acest caz, funcționarea constantă simultană a mai multor consumatori este legată de circulația energiei reactive totale între consumatori și condensatori. Linia de alimentare cu energie electrică a unui grup de consumatori va fi descărcată.

• Compensarea centralizată presupune instalarea de condensatoare cu un regulator în tabloul de distribuție principal sau de grup. Regulatorul estimează în timp real consumul curent de putere reactivă și conectează și deconectează rapid numărul necesar de condensatori. Ca urmare, puterea totală consumată de rețea este întotdeauna minimizată în conformitate cu valoarea instantanee a puterii reactive necesare.

Fiecare instalație de compensare a puterii reactive include mai multe ramuri de condensatoare, mai multe etape, care sunt formate individual pentru o anumită rețea electrică, în funcție de consumatorii de putere reactivă vizați. Dimensiuni tipice trepte: 5; zece; douăzeci; treizeci; 50; 7,5; 12,5; 25 mp

Pentru a obține pași mari (100 sau mai mulți kvar), mai mulți pași mici sunt combinați în paralel.Ca urmare, sarcinile rețelei sunt reduse, curenții de aprindere și perturbațiile aferente sunt reduse. În rețelele cu un număr mare de armonici superioare ale tensiunii de rețea, condensatoarele instalatiilor compensatoare sunt protejate prin bobine.

Avantajele compensării puterii reactive

Instalațiile de compensare automată oferă o serie de avantaje rețelei echipate cu acestea:

• reducerea sarcinii pe transformatoare;

• simplificarea cerințelor pentru secțiunea transversală a firelor; permite o sarcină mai mare pe rețelele electrice decât este posibilă fără compensare;

• eliminarea motivelor pentru reducerea tensiunii rețelei, chiar dacă utilizatorul este conectat la fire lungi;

• creșterea eficienței generatoarelor mobile de combustibil lichid;

• facilitează pornirea motoarelor electrice;

• crește automat cos phi;

• eliminați puterea reactivă din linii;

• eliberare de stres;

• îmbunătățirea controlului asupra parametrilor rețelei.