Повернутися назад

Призначення компенсації РЕ

Основним навантаженням в промислових електромережах є асинхронні електродвигуни та силові трансформатори, які створюють індуктивне навантаження. Це індуктивне навантаження, в процесі роботи, являється джерелом реактивної потужності, яка здійснює коливальні рухи між навантаженням і джерелом електроенергії (генератором) та не пов’язана з виконанням корисної роботи, а використовується на створення електромагнітних полів і створює додаткове навантаження на силові лінії електропередач.

Реактивна потужність характеризується затримкою (в індуктивних елементах струм по фазі відстає від напруги) між синусоїдами фаз напруги і струму мережі. Показником споживання реактивної потужності являється коефіцієнт потужності (КП), чисельно рівний косинусу кута (φ) між струмом і напругою. КП споживання вичислюється як відношення спожитої активної потужності до повної, дійсно взятих з мережі, cos(φ) = P/S. Цим коефіцієнтом прийнято характеризувати рівень реактивної потужності двигунів, генераторів і мережі підприємства в цілому. Чим ближче значення cos(φ) до одиниці, тим менша частина спожитої з мережі реактивної потужності.

Наприклад: при cos(φ) = 1, для передачі 500 кВт в мережі змінного струму 400 В потрібен струм значенням 722 А. Для передачі тієї ж активної потужності при коефіцієнті cos(φ) = 0,6 значення струму підвищується до 1203 А.

Відповідно все обладнання мережі (передачі та розподілення енергії) повинне бути розраховане на велике навантаження. Крім того, в результаті великих навантажень строк експлуатації цього обладнання відповідно знизиться. Подальшим фактором підвищення затрат являється тепловіддача, що виникає через підвищене значення загального струму, в кабелях та інших розподільчих установках, в трансформаторах і генераторах.

Візьмемо, для прикладу, у вищенаведеному випадку при cos(φ) = 1 потужність втрат рівну 10 кВт. При cos(φ) = 0,6 вона підвищується на 180% і складає вже 28 кВт.

Таким чином, наявність реактивної потужності є негативним фактором, несприятливим для мережі в цілому. В результаті цього:

  • виникають додаткові втрати в провідниках внаслідок підвищення струму;
  • знижається пропускна здатність розподільчої мережі;
  • напруга мережі відхиляється від номіналу (спад напруги через збільшення реактивної складової струму живлячої мережі).

Все це являється основною причиною того, що підприємства електропостачання потребують від споживачів зниження частини реактивної потужності в мережі. Рішенням цієї проблеми є компенсація реактивної потужності – важлива і необхідна умова економного та надійного функціонування системи електропостачання підприємства. Цю функцію виконують пристрої компенсації реактивної потужності - конденсаторні установки.

Правильна компенсація реактивної потужності дозволяє:

  • знизити загальні витрати на електроенергію;
  • зменшити навантаження елементів розподільчої мережі (ліній, силових трансформаторів та розподільчих установок), тим самим продовжуючи їх строк служби;
  • знизити теплові втрати струму;
  • знизити вплив вищих гармонік;
  • зменшити мережеві перешкоди, знизити несиметрію фаз;
  • досягти більшої надійності та економічності розподільчих мереж.

Крім того, в існуючих мережах:

  • обмежити генерацію реактивної енергії в мережу в години мінімального навантаження;
  • знизити затрати на ремонт та відновлення електрообладнання;
  • збільшити пропускну здатність системи електропостачання споживача, що дозволить підключити додаткове навантаження без збільшення вартості мереж;
  • забезпечити отримання інформації про параметри і стан мережі, а для новостворюваних мереж - зменшити потужність підстанцій і переріз кабельних ліній, що знизить їх вартість.