Зачем компенсировать реактивную мощность в электросетях предприятий ?

Зачем компенсировать реактивную мощность в электросетях предприятий ?
Темпы роста современной промышленности заставляют энергетику активно форсировать переход к энергосберегающим технологиям и поискам альтернативных источников электрической энергии. Экономия электроэнергии на предприятиях зависит, прежде всего, от ее эффективного использования при работе отдельных промышленных систем и технологических установок.

Большинство электроприемников (двигатели, электромагнитные устройства, осветительное оборудование и др.), а также средства преобразования электроэнергии (трансформаторы, различные типы преобразователей), в силу своих физических свойств требуют для работы кроме активной энергии, поступающей из сети, также некоторой реактивной мощности (РМ). Активная энергия преобразуется в полезную — механическую, тепловую и др. энергии. Реактивная энергия не совершает полезную работ, она необходима для создания электромагнитного поля, наличие которого является необходимым условием для работы электродвигателей и трансформаторов. Потребление реактивной мощности от энергоснабжающей организации нецелесообразно, так как приводит к увеличению нагрузки н трансформаторы, увеличению сечения подводящих кабелей (снижение пропускной способности), а так же повышению активных потерь и падению напряжения (из-за увеличения реактивной составляющей тока питающей сети). Поэтому реактивную мощность необходимо получать (генерировать) непосредственно у потребителя. Подобная практика широко распространена во всем мире и известна под термином "компенсация реактивной мощности" (КРМ) - одного из наиболее эффективных средств обеспечения рационального использования электроэнергии. Так в распределительных электросетях Германии, благодаря компенсации РМ (до средневзвешенного значения cos Ф=0,9), в 1999 году было сэкономлено порядка 9 млрд. кВт-ч активной энергии, что составило более 20% от суммарного (36,4 млрд. кВт-ч) объема транзитных потерь.

В свою очередь, согласно данным РАО "ЕЭС России", снижение на 1% технологических потерь на транспорт электроэнергии до границы раздела потребитель - электроснабжающая организация, только за счет КРМ на шинах нагрузок, высвободит для присоединения потребителей 1600 МВт.

Таким образом, уменьшение потерь активной энергии, обусловленных перетоками РМ, является одной из основных энергосберегающих технологий распределительных сетей электроснабжения.

В общем случае, в энергосистемах для КРМ применяются синхронные компенсаторы и электродвигатели, а так же конденсаторные установки (КУ). КУ являются наиболее распространенным средством КРМ именно в промышленных системах электроснабжения, где желательно расположение как можно ближе к потребителю РМ. На сегодняшний день в сетях отечественных потребителей для КРМ установлено порядка 30 млн. квар конденсаторов.

С помощью КУ возможны следующие виды компенсации:

1. 
   Индивидуальная (нерегулируемая) - КУ размещаются непосредственно у электроприемников и
   коммутируются одновременно с ними. Предпочтительна при компенсации единичных, постоянно
   присоединенных в течение длительного времени мощностей более 20 кВт.
   
2. 
   Групповая (также нерегулируемая). Применяется при КРМ нескольких индуктивных нагрузок,
   присоединенных к одному распределительному устройству с общей КУ. Увеличение коэффициента
   одновременности включения нагрузки снижает мощность и повышает эффективность работы КУ, которая
   может устанавливаться на стороне 0,4 кВ или 6(10) кВ.
   
3. 
   Централизованная (как правило, регулируемая). Для узлов нагрузки с широким диапазоном
   изменения потребления РМ. Регулирование мощности КУ может осуществляться в функции реактивного
   тока нагрузки, но для этого КУ должна быть оборудована специальным автоматическим регулятором, а ее
   полная компенсационная мощность (равная РМ установленных конденсаторов) разделена на отдельно
   коммутируемые ступени. Такие комплектные КУ называются автоматизированными (АКУ). АКУ
   производят КРМ в соответствии с ее фактическим потреблением. Кроме управления ступенями КУ,
   автоматические регуляторы РМ позволяют производить измерение параметров качества электроэнергии
   компенсируемой сети с выводом результатов на жидкокристаллический дисплей регулятора.
   

Конденсаторные установки применяются не только для того, чтобы замедлить вращение счетчика реактивной энергии; их применение позволяет решить ряд других проблем, возникающих на производстве:

• 
  снизить загрузку силовых трансформаторов (при снижении потребления реактивной мощности снижается потребление полной мощности);
  

• 
  обеспечить питание нагрузки по кабелю с меньшим сечением (не допуская перегрева изоляции);
  

• за счет частичной токовой разрузки силовых трансформаторов и питающих кабелей подключить дополнительную нагрузку;

• позволяет избежать глубокой просадки напряжения на линиях электроснабжения удаленных потребителей (водозаборные скважины, карьерные экскаваторы с электроприводом, стройплощадки и т. д.);

• 
  максимально использовать мощность автономных дизель-генераторов (судовые электроустановки, электроснабжение геологических партий, стройплощадок, установок разведочного бурения и т. д.);
  
• 
  облегчить пуск и работу двигателя (при индивидуальной компенсации).
  

Учитывая изменения характера электропотребления, перед заказом УКРМ следует произвести комплексное обследование электросети предприятия и измерение параметров качества электроэнергии в узлах предполагаемого подключения установок УКРМс помощью специального анализатора параметров качества электроэнергии, автоматически фиксирующего измеряемые параметры сети, регламентируемые ГОСТ 13109-97 "Нормы качества электроэнергии в системах электроснабжения общего назначения".

Техническая служба Компании «ТРИВОНТ»