Основными потребителями электроэнергии на промышленных предприятиях являются такие приемники, как асинхронные электродвигатели и трансформаторы. Их работа связанна с потреблением реактивной энергии для создания электромагнитных полей. Реактивная энергия не производит полезной работы, а циркулируя между приемником и источником тока, приводит к дополнительной загрузки линий электропередачи и генераторов и, следовательно, снижает коэффициент мощности сети. Все это увеличивает потери электроэнергии на нагревание кабелей и проводов сети, а так же обмоток электрических машин, ведет к необходимости повышения кажущейся мощности генераторов и трансформаторов на станциях, увеличивает колебания напряжения сети, а так же влечет за собой неполное использование мощности первичных двигателей.
Генерирование реактивной мощности у потребителя обычно называют компенсацией реактивной мощности, а наиболее удобным и экономичным источником ее являются силовые косинусные конденсаторы, выполняющие функции энергосберегающего оборудования и повышающие качество электроэнергии.
Экономический эффект от внедрения автоматической конденсаторной установки складывается из следующих составляющих:
- Экономия на оплате реактивной энергии. Оплата за реактивную энергию составляет от 12% до 50% от активной энергии в различных регионах России.
- Для действующих объектов уменьшение потерь энергии в кабелях за счет уменьшения фазных токов.
- Для проектируемых объектов экономия на стоимости кабелей за счет уменьшения их сечения. В среднем, в действующих объектах, в подводящих кабелях теряется 10...15% расходуемой активной энергии.
Применение
Централизованная компенсация:
Преимущества:
- Отсутствует плата за потребление реактивной энергии.
- Наиболее экономичное решение, поскольку компенсация осуществляется в одной точке путем изменения количества подключенных конденсаторов.
- Снижается нагрузка трансформатора.
Примечание:
- Потери в кабелях (RI2) не снижаются.
Посекционная компенсация:
Преимущества:
- Снижение платы за избыточное потребление реактивной мощности.
- Снижение требуемой полной мощности (кВА), на которой, как правило, основана постоянная плата за электроэнергию.
- Возможность уменьшения сечений кабелей, питающих локальные распределительные щиты, или использования таких кабелей без уменьшения сечений для обеспечения дополнительной пропускной способности на случай повышения нагрузки.
- Снижение нагрузки силового трансформатора, который становится способным принять дополнительную нагрузку при необходимости.
- Снижение потерь в кабелях.
Примечание:
- Данное решение обычно применяется в крупных промышленных электрических сетях
Индивидуальная компенсация
Преимущества:
- Снижается плата за избыточное потребление реактивной энергии.
- Является идеальным решением с технической точки зрения, поскольку реактивная энергия генерируется в том же месте, где и потребляется. Таким образом, джоулевы потери (RI2) снижаются во всех линиях.
- Уменьшение сечений всех кабелей, снижение потерь в кабелях.
Примечание:
Это наиболее дорогостоящее решение, что обусловлено:
- большим количеством установок;
- невозможностью изменения мощности батарей конденсаторов.
Типы установок
Низковольтные конденсаторные установки
- Нерегулируемые конденсаторные установки
Конденсаторная установка с фиксированным значением мощности улучшает cos φ, путем включения постоянной мощности конденсатора. - Регулируемые конденсаторные установки
Установки, работающие под управлением специального микропроцессорного регулятора реактивной мощности и улучшающие cos φ электросети, путем отслеживания в реальном времени значений коэффициента мощности и коррекции его за счёт подключения или отключения необходимого числа батарей конденсаторов. - Установки конденсаторные регулируемые фильтровые
Фильтровые (фильтрокомпенсирующие) конденсаторные установки комплектуются специализированными антирезонансными дросселями (фильтрами гармоник) для защиты конденсаторов от присутствующих в сети гармонических составляющих. - Тиристорные конденсаторные установки
Тиристорные конденсаторные установки более всего подходят в случаях, когда нужно компенсировать реактивную мощность мгновенно. Данные устройства представляют собой автоматические конденсаторные установки с коммутацией конденсаторных батарей тиристорными ключами. Компенсирующие устройства с тиристорными модулями необходимы на предприятиях с быстро меняющейся нагрузкой, такой как, например: - краны;
- прессовое и штамповочное оборудование;
- оборудование для сварки;
- оборудование бурения, и т.п.
Высоковольтные конденсаторные установки
- Установки конденсаторные высокого напряжения с автоматическим регулированием и батареи статических конденсаторов
Установки, предназначенные для повышения коэффициента мощности cos φ электроустановок промышленных предприятий и распределительных сетей напряжением от 6 кВ. до 220 кВ., частоты 50 Гц.
