В случае участия потребителя по соглашению с сетевой организацией в регулировании реактивной мощности в часы больших и/или малых нагрузок электрической сети, в договоре энергоснабжения
Chat Now
Коэффициент мощности и коэффициент реактивной мощности. Векторное представление величин, характеризующих состояние сети,
Chat Now
Коэффициент мощности необходимо учитывать при проектировании электросетей. Низкий коэффициент мощности ведёт к увеличению доли потерь электроэнергии в
Chat Now
Геометрически коэффициент мощности можно изобразить, как косинус угла на векторной диаграмме между током, напряжением между током, напряжением.В связи с чем при синусоидальной форме токов и напряжений величина cos φ
Chat Now
/ Материалы для заочников / Порядок расчета значений соотношения потребления активной и реактивной мощности (приказ № 49) МИНИСТЕРСТВО ПРОМЫШЛЕННОСТИ И
Chat Now
Matic: Компенсация реактивной мощности, повышение Matic is tracked by us since March, 2013. Over the time it has been ranked as high as 1 154 399 in the world, while most of its traffic comes from Russian Federation, where it
Chat Now
Методика выбора устройств компенсации реактивной мощности (КРМ) заключается в выборе устройств, позволяющих улучшить коэффициент мощности потребителя до требуемого значения и
Chat Now
Apr 07, 2015 При снижении потребления реактивной мощности Q до значения (Q Q к) величина угла j 1 уменьшается до угла j 2 (рис. 1.4), что приводит к увеличению коэффициента мощности при постоянной величине
Chat Now
Для того, чтобы связать понятия полной, активной, реактивной мощностей и коэффициента мощности, удобно обратиться к теории комплексных чисел.
Chat Now
Реактивной называется мощность, которая потребляется и затем возвращается нагрузкой из-за её реактивных свойств. Единицей измерения активной мощности является ватт, 1 Вт = 1 В х 1 А.
Chat Now
Из формулы (2) видно, что коэффициент реактивной мощности асинхронного двигателя зависит от величины его коэффициента загрузки.
Chat Now
При номинальном напряжении питания и при номинальной нагрузке на валу асинхронного двигателя, косинус фи или коэффициент мощности как раз и будет равен тому значению, которое указано на его шильдике.
Chat Now
Matic: Компенсация реактивной мощности, повышение Matic is tracked by us since March, 2013. Over the time it has been ranked as high as 1 154 399 in the world, while most of its traffic comes from Russian Federation, where it
Chat Now
Коэффициент мощности системы регулируется группой переключаемых конденсаторов исходя из рассчитанной реактивной мощности системы своевременно и
Chat Now
Расчет реактивной электроэнергии. Коэффициент мощности лежит в пределах от 0,5 до 0,9; точное значение этого параметра можно узнать из паспорта электроприбора.
Chat Now
Наглядное объяснение что такое косинус фи. Как измерить коэффициент мощности в домашних условиях. Когда и почему ток отстает от напряжения. Чем коэффициент мощности отличается от
Chat Now
В среднем 0,8 получается, хотя я где-то встречала что коэффициент мощности бытового кондиционера мощности порядка 1,5кВт был 0,9.
Chat Now
Активная, реактивная мощности, коэффициент мощности Наличие коррекции коэффициента мощности является основным требованием для систем распределения энергии
Chat Now
qмах = qсм * Кмах (6) Компенсация реактивной мощности трансформаторов. При выборе компенсирующих устройств подтверждается необходимость их комплексного использования как для поддержания режима напряжения в сети, так
Chat Now
Реактивной называется мощность, которая потребляется и затем возвращается нагрузкой из-за её реактивных свойств. Единицей измерения активной мощности является ватт, 1 Вт = 1 В х 1 А.
Chat Now
Коэффициент мощности показывает, насколько сдвигается по фазе переменный ток, протекающий через нагрузку, относительно приложенного к ней напряжения. для компенсации реактивной
Chat Now
Коэффициент мощности cosφ Проще говоря, коэффициент cosφ показывает наличие реактивной части и величину получаемой активной части относительно всей мощности.
Chat Now
Коэффициент мощности (КМ, Power Factor, PF) равен отношению потребляемой нагрузкой активной мощности к полной потребляемой мощности. Коэффициент мощности комплексный показатель, характеризующий потери энергии в
Chat Now
1. Если в СП31-110, для вычислительных машин cosf=0.65, то бери его, хуже не будет. Ты же не компенсацию реактивной мощности считаешь, следовательно даже если фактически коэффициент мощности у тебя больше, то у тебя будет
Chat Now
Полная мощность состоит из активной и реактивной составляющих. Коэффициент мощности (КМ) численно равен косинусу угла сдвига фаз между током и напряжением (cosφ).
Chat Now
Из формулы (2) видно, что коэффициент реактивной мощности асинхронного двигателя зависит от величины его коэффициента загрузки.
Chat Now
Для чего нужна компенсация реактивной мощности Малонагруженные трансформаторы также имеют низкий коэффициент мощности (косинус фи). Поэтому, применять компенсацию реактивной мощности
Chat Now
Коэффициент мощности составляет: Потери реактивной мощности в линиях и трансформаторах зависят от передаваемой мощности, напряжения, сопротивления и могут быть значительны, что
Chat Now
Физика процесса и практика применения установок компенсации реактивной мощности Чтобы разобраться с понятием реактивной мощности, вспомним
Chat Now
В этом случае применение цена устройства реактивной мощности становится наиболее приемлемой при внедрении в работу, но менее выгодной для пользователей из-за понижения активных потерь, в
Chat Now
Данный онлайн калькулятор позволяет произвести расчет мощности (активной, реактивной и полной) однофазных и трехфазных сетей по току и напряжению.(В случае необходимости вы можете так же воспользоваться нашим
Chat Now
Обычно, в этом графике зафиксированы показания потребляемой активной и реактивной электроэнергии, полной мощности и, кроме того, эти показания привязаны ко времени.
Chat Now
Таким образом, вследствие применения компенсирующих устройств на подстанции при неизменной мощности нагрузки реактивные мощности и ток в линии уменьшаются линия разгружается по реактивной мощности[20].
Chat Now
Jul 28, 2014 На примере типовой RL цепи рассчитана полная мощность, активная и реактивная мощность. Показано, что
Chat Now
Примером таких установок может служить трансформаторы, двигатели, индукционные нагревательные установки и т.д. Чем больше величина реактивной мощности, тем меньше коэффициент мощности
Chat Now
Применение СД как источников реактивной мощности; Управляемые источники реактивной мощности. Основные потребители q: -АД 60-70%. Трансформаторы-q t =q xx +b 2 q k — на создание i ХХ основного магн
Chat Now
Наглядное объяснение что такое косинус фи. Как измерить коэффициент мощности в домашних условиях. Когда и почему ток отстает от напряжения. Чем коэффициент мощности отличается от
Chat Now
Что такое активная, реактивная и полная мощность в цепи переменного тока. Определение понятий, формулы для расчета мощностей и ответы на популярные вопросы.
Chat Now
Примером таких установок может служить трансформаторы, двигатели, индукционные нагревательные установки и т.д. Чем больше величина реактивной мощности, тем меньше коэффициент мощности
Chat Now
Применение СД как источников реактивной мощности; Управляемые источники реактивной мощности. Основные потребители q: -АД 60-70%. Трансформаторы-q t =q xx +b 2 q k — на создание i ХХ основного магн
Chat Now
Наглядное объяснение что такое косинус фи. Как измерить коэффициент мощности в домашних условиях. Когда и почему ток отстает от напряжения. Чем коэффициент мощности отличается от
Chat Now
реактивной мощности печью, что в свою очередь позволяет избежать снижений и колебаний напряжения. Повышается f = коэффициент использования, равный примерно 0,75
Chat Now
Значительные потери реактивной мощности имеются в ЛЭП, однако зарядная мощность линий частично компенсирует эти потери, а иногда, при недогрузке линий, ЛЭП становятся источниками реактивной мощности.
Chat Now
Коэффициент мощности (cos φ — косинус фи) — это отношение активной мощности к полной. Чем ближе это значение к единицы, тем лучше, так как при значении cos φ =
Chat Now
Баланс реактивной мощности. Для любой электрической сети должен существовать баланс полной мощности при соблюдении условий поддержания нормального режима с обеспечением необходимой пропускной способности сетей.
Chat Now
Расчет реактивной мощности конденсаторной установки. Здравствуйте. Помогите в таком вопросе: по счетчику увеличился реактив, каждый день на 80 кВар больше, чем актива (суточное потребление 2800—3050 кВт).
Chat Now
где потери активной мощности на намагничивание, квар. Намагничивающая мощность не зависит от нагрузки, потери реактивной мощности рассеяния в
Chat Now
Что такое активная, реактивная и полная мощность в цепи переменного тока. Определение понятий, формулы для расчета мощностей и ответы на популярные вопросы.
Chat Now
Если же потребление реактивной мощности превышает экономическое значение, то плата составляет 998,64 грн/год и 0,114 грн/час.
Chat Now
Коэффициент мощности, косинус «фи», отношение средней мощности переменного тока к произведению действующих значений напряжения и тока. Наибольшее значение коэффициента мощности равно 1.
Chat Now
реактивной мощности, т.е. применением статических тиристорных компенсаторов (СТК). Собственно это условие и является критерием необходимости установки СТК.
Chat Now
Формулы активной, реактивной и полной мощности. Как найти активную, реактивную и полную мощность. Эти параметры напрямую связаны с током и напряжением в замкнутой цепи
Chat Now
Конденсаторные установки КРМ и УКРМ (компенсации реактивной мощности)
Содержание:
Почему возникают потери энергии
На большинстве промышленных и коммерческих объектов основная часть электрического оборудования представляет собой индуктивную нагрузку. Это означает необходимость в компенсации реактивной энергии. Из-за её наличия существенно снижается общий коэффициент мощности.
Происходит так потому, что по сети кроме полезной энергии (ее называют “активной”) протекает реактивная энергия, которая не совершает работу.
Существование реактивного тока ведет к падению напряжения, из-за чего возрастает расход ресурсов для выработки энергии и увеличивается ее себестоимость.
Реактивная мощность относится к техническим потерям в электросетях согласно Приказу Минпромэнерго РФ № 267 от 04.10.2005.
Когда электросеть включает в себя только активные нагрузочные компоненты, изменения фаз тока и напряжения совпадают друг с другом, и потребляемый ресурс ограничивается полезной мощностью (ее можно также называть активной). Но на практике сети часто включают в себя компоненты, несущие значительную индуктивную нагрузку.
Продуцируемая ею реактивная мощностная компонента отличается отставанием одной из величин (напряжения либо тока) от другой. В итоге в периоды времени, когда величины имеют обратные друг другу знаки, мощность идет в сторону генератора, не выполняя полезную работу.
Это приводит к тратам энергетических ресурсов вхолостую, при этом за эти траты платит потребитель.
Согласно современным правилам расчета за электроэнергию, потребитель вынужден платить за одни и те же непроизводительные затраты.
Один раз — непосредственно за потребленную из сети реактивную энергию, и второй раз — за нее же, но косвенно, оплачивая потери от протекания реактивной энергии, учитываемые счетчиком активной энергии.
Таким образом, наличие реактивной мощности является паразитирующим фактором, неблагоприятным для сети в целом.
Реактивная мощность — что это и как с ней бороться
Для лучшего понимания темы, рекомендуем вам ознакомиться с видео:
Чтобы избежать негативных последствий, необходимо вкладывать значительные средства в модернизацию сетей: увеличивать сечение кабелей, устанавливать трансформаторы и другое оборудование повышенной мощности. Однако есть более простое и эффективное решение.
Для рационального использования электроэнергии необходимо исключить из электрических сетей все факторы, приводящие к возникновению потерь. Одним из них является запаздывание фазы протекающего тока от напряжения при наличии индуктивной нагрузки, поскольку нагрузки в промышленных и бытовых электросетях носят обычно активно-индуктивный характер.
Потребление реактивной мощности от энергоснабжающей организации нецелесообразно, так как приводит к увеличению мощности генераторов, трансформаторов, сечения подводящих кабелей (снижение пропускной способности), а также повышению активных потерь и падению напряжения (из-за увеличения реактивной составляющей тока питающей сети). Поэтому реактивную мощность необходимо получать непосредственно у потребителя. Эту функцию выполняют УКРМ, основными элементами которых являются конденсаторы.
Назначение УКРМ
Назначение устройства компенсации реактивной мощности состоит в увеличении мощностного коэффициента и минимизации энергетических потерь.
Основным компонентом данного устройства является батарея статических конденсаторов, чьей задачей выступает аккумуляция реактивного мощностного компонента. Их действие помогает разгрузке электросети от избытка индуктивной нагрузки.
Происходящая при этом стабилизация показателя напряжения дает основание предназначить такие агрегаты к использованию в сетях, для которых характерны скачки, обусловленные значительными реактивными нагрузками.
Компенсацией реактивной мощности называют ее выработку или потребление с помощью компенсирующих устройств. Для уменьшения перетоков реактивной мощности по линиям и трансформаторам источники реактивной мощности должны размещаться вблизи мест ее потребления.
При этом передающие элементы сети разгружаются по реактивной мощности, чем достигается снижение потерь активной мощности и напряжения.
Таким образом, вследствие применения компенсирующих устройств на подстанции при неизменной мощности нагрузки реактивные мощности и ток в линии уменьшаются – линия разгружается по реактивной мощности.
Принцип работы УКРМ заключается в подключении к сети необходимого в данный момент времени количества конденсаторов для известного мгновенного значения реактивной мощности.
Это действие помогает разгрузить электрическую сеть от перетоков реактивной мощности, происходит стабилизация напряжения, увеличивается доля активной мощности.
Для максимальной эффективности цепи коррекции она должна подключаться как можно ближе к индуктивной нагрузке.
Экономический эффект от внедрения установок компенсации реактивной мощности по статистике составляет от 12 до 50% от оплаты электроэнергии в различных регионах России. Установка компенсации реактивной мощности окупается не более, чем за год.
Технические характеристики
| УКРМ-Э-А1-0,4-50-10 У3 | 0,4 | 50 | 5х10 | 100 | 35 |
| УКРМ-Э-А1-0,4-60-10 У3 | 0,4 | 60 | 6х10 | 125 | 35 |
| УКРМ-Э-А1-0,4-75-25 У3 | 0,4 | 75 | 3х25 | 160 | 35 |
| УКРМ-Э-А1-0,4-80-20 У3 | 0,4 | 80 | 4х20 | 160 | 50 |
| УКРМ-Э-А1-0,4-100-10 У3 | 0,4 | 100 | 10х10 | 200 | 70 |
| УКРМ-Э-А1-0,4-100-25 У3 | 0,4 | 100 | 4х25 | 200 | 70 |
| УКРМ-Э-А1-0,4-100-33,3 У3 | 0,4 | 100 | 3х33,3 | 200 | 70 |
| УКРМ-Э-А1-0,4-120-30 У3 | 0,4 | 120 | 4х30 | 250 | 70 |
| УКРМ-Э-А1-0,4-125-25 У3 | 0,4 | 125 | 5х25 | 250 | 70 |
| УКРМ-Э-А1-0,4-150-25 У3 | 0,4 | 150 | 6х25 | 315 | 95 |
| УКРМ-Э-А1-0,4-150-50 У3 | 0,4 | 150 | 3х50 | 315 | 95 |
| УКРМ-Э-А1-0,4-160-20 У3 | 0,4 | 160 | 8х20 | 315 | 120 |
| УКРМ-Э-А1-0,4-200-50 У3 | 0,4 | 200 | 4х50 | 400 | 150 |
| УКРМ-Э-А1-0,4-225-25 У3 | 0,4 | 225 | 9х25 | 500 | 185 |
| УКРМ-Э-А1-0,4-250-25 У3 | 0,4 | 250 | 10х25 | 500 | 240 |
| УКРМ-Э-А1-0,4-250-50 У3 | 0,4 | 250 | 5х50 | 500 | 240 |
| УКРМ-Э-А1-0,4-300-25 У3 | 0,4 | 300 | 12х25 | 630 | 2х95 |
| УКРМ-Э-А1-0,4-300-50 У3 | 0,4 | 300 | 6х50 | 630 | 2х95 |
| УКРМ-Э-А1-0,4-350-50 У3 | 0,4 | 350 | 7х50 | 700 | 2х120 |
| УКРМ-Э-А1-0,4-400-40 У3 | 0,4 | 400 | 10х40 | 800 | 2х150 |
| УКРМ-Э-А1-0,4-400-50 У3 | 0,4 | 400 | 8х50 | 800 | 2х150 |
| УКРМ-Э-А1-0,4-450-50 У3 | 0,4 | 450 | 9х50 | 900 | 2х185 |
| УКРМ-Э-А1-0,4-500-50 У3 | 0,4 | 500 | 10х50 | 1000 | 2х240 |
| УКРМ-Э-А1-0,4-550-50 У3 | 0,4 | 550 | 11х50 | 1100 | 2х240 |
| УКРМ-Э-А1-0,4-600-50 У3 | 0,4 | 600 | 12х50 | 1250 | 4х120 |
Подробнее о теме в нормативных документах:
Теория реактивной мощности
Теория реактивной мощности
Появление термина «реактивная» мощность связано с необходимостью выделения мощности, потребляемой нагрузкой, составляющей, которая формирует электромагнитные поля и обеспечивает вращающий момент двигателя.
Эта составляющая имеет место при индуктивном характере нагрузки. Например, при подключении электродвигателей.
Практически вся бытовая нагрузка, не говоря о промышленном производстве, в той или иной степени имеет индуктивный характер.
В электрических цепях, когда нагрузка имеет активный (резистивный) характер, протекающий ток синфазен (не опережает и не запаздывает) от напряжения. Если нагрузка имеет индуктивный характер (двигатели, трансформаторы на холостом ходу), ток отстает от напряжения. Когда нагрузка имеет емкостной характер (конденсаторы), ток опережает напряжение.
Суммарный ток, потребляемый двигателем, определяется векторной суммой:
- Iа — активный ток
- Iри — реактивный ток индуктивного характера
К этим токам привязаны мощности потребляемые двигателем.
- Р – активная мощность привязана к Iа (по всем гармоникам суммарно)
- Q – реактивная мощность привязана к Iри (по всем гармоникам суммарно)
- A – полная мощность потребляемая двигателем. (по всем гармоникам суммарно)
Реактивная мощность не производит механической работы, хотя она и необходима для работы двигателя, поэтому ее необходимо получать на месте, чтобы не потреблять ее от энергоснабжающей организации.
Тем самым мы снижаем нагрузку на провода и кабели, повышаем напряжение на клеммах двигателя, снижаем платежи за реактивную мощность, имеем возможность подключить дополнительные станки за счет снижения тока потребляемого с силового трансформатора.
- Параметр определяющий потребление реактивной мощности называется Cos (φ)
- Cos (φ) = P1гарм / A1гарм
- где:
- P1гарм — активная мощность первой гармоники 50 Гц
- A1гарм — полная мощность первой гармоники 50 Гц
где:
A = √P² + Q²
Таким образом, сos (φ) уменьшается, когда потребление реактивной мощности нагрузкой увеличивается. Необходимо стремиться к повышению сos (φ), т.к. низкий сos (φ) несет следующие проблемы:
- Высокие потери мощности в электрических линиях (протекание тока реактивной мощности);
- Высокие перепады напряжения в электрических линиях (например 330…370 В, вместо 380 В);
- Необходимость увеличения габаритной мощности генераторов, сечения кабелей, мощности силовых трансформаторов.
Из всего вышеприведенного, понятно, что компенсация реактивной мощности необходима. Чего легко можно достичь применением активных компенсирующих установок. Конденсаторы в которых будут компенсировать реактивную мощность двигателей.
Потребители реактивной мощности
Потребителями реактивной мощности, необходимой для создания магнитных полей, являются как отдельные звенья электропередачи (трансформаторы, линии, реакторы), так и такие электроприёмники, преобразующие электроэнергию в другой вид энергии которые по принципу своего действия используют магнитное поле (асинхронные двигатели, индукционные печи и т.п.). До 80-85% всей реактивной мощности, связанной с образованием магнитных полей, потребляют асинхронные двигатели и трансформаторы. Относительно небольшая часть в общем балансе реактивной мощности приходится на долю прочих её потребителей, например на индукционные печи, сварочные трансформаторы, преобразовательные установки, люминисцентное освещение и т.п.
Трансформатор как потребитель реактивной мощности. Трансформатор является одним из основных звеньев в передаче электроэнергии от электростанции до потребителя. В зависимости от расстояния между электростанцией и потребителем и от схемы передачи электроэнергии число ступеней трансформации лежит в пределах от двух до шести.
Поэтому установленная трансформаторная мощность обычно в несколько раз превышает суммарную мощность генераторов энергосистемы. Каждый трансформатор сам является потребителем реактивной мощности.
Реактивная мощность необходима для создания переменного магнитного потока, при помощи которого энергия из одной обмотки трансформатора передаётся в другую.
Асинхронный двигатель как потребитель реактивной мощности. Асинхронные двигатели наряду с активной мощностью потребляют до 60-65% всей реактивной мощности нагрузок энергосистемы. По принципу действия асинхронный двигатель подобен трансформатору. Как и в трансформаторе, энергия первичной обмотки двигателя – статора передаётся во вторичную – ротор посредствам магнитного поля.
Индукционные печи как потребители реактивной мощности.
К крупным электроприемникам, требующим для своего действия большой реактивной мощности, прежде всего, относятся индукционные печи промышленной частоты для плавки металлов.
По существу эти печи представляют собой мощные, но не совершенные с точки зрения трансформаторостроения трансформаторы, вторичной обмоткой которых является металл (садка), расплавляемый индуктированными в нём токами.
Преобразовательные установки, преобразующие переменный ток в постоянный при помощи выпрямителей, также относятся к крупным потребителям реактивной мощности. Выпрямительные установки нашли широкое применение в промышленности и на транспорте.
Так, установки большей мощности с ртутными преобразователями используются для питания электроизоляционных ванн, например при производстве алюминия, каустической соды и др.
Железнодорожный транспорт в нашей стране почти полностью электрифицирован, причём значительная часть железных дорог использует постоянный ток преобразовательных установок.
Компенсация реактивной мощности в электрических сетях
С другой стороны, элементы распределительной сети (линии электропередачи, повышающие и понижающие трансформаторы) в силу особенностей конструктивного исполнения имеют продольное индуктивное сопротивление.
Поэтому, даже для нагрузки потребляющей только активную мощность, в начале распределительной сети будет иметь место индуктивная составляющая – реактивная мощность.
Величина этой реактивной мощности зависит от индуктивного сопротивления распределительной сети и полностью расходуется на потери в элементах этой распределительной сети.
Действительно, для простейшей схемы:
- Р – активная мощность в центре питания,
- Рн – активная мощность на шинах потребителя,
- R – активное сопротивление распределительной сети,
- Q – реактивная мощность в центре питания,
- Qн – реактивная мощность на шинах потребителя.
- U – напряжение в центре питания,
- Uн – напряжение на шинах потребителя,
- Х – индуктивное сопротивление распределительной сети.
- В результате, независимо от характера нагрузки, по распределительной сети от источника питания будет передаваться реактивная мощность Q. При двигательном характере нагрузки ситуация ухудшается – значения мощности в центре питания увеличивается и становится равными:
- Р = Рн + ( Рн² + Qн² ) * R / Uн²;
- Q = Qн + ( Рн² + Qн² ) * X / Uн².
- Передаваемая от источника питания к потребителю реактивная мощность имеет следующие недостатки:
- В распределительной сети возникают дополнительные потери активной мощности – потери при транспорте электрической энергии:
δР = ( Рн² + Qн² ) * R ,
часть которых (а иногда и значительную) составляют потери от транспорта реактивной мощности.
- Величина напряжения у потребителя, а, следовательно, и качество электрической энергии, снижается:
Uн = U – ( P * R + Q * X ) / U.
- Увеличивается загрузка распределительной сети током, что лишает потребителя возможности перспективного развития.
- Таким образом, транспортировка реактивной мощности по распределительным сетям от центров питания к потребителям превращается в сложную технико-экономическую проблему, затрагивающую как вопросы экономичности так и вопросы надежности систем электроснабжения.
- Классическим решением данной проблемы в распределительных сетях является компенсация реактивной мощности у потребителя путём установки у него дополнительных источников реактивной мощности – потребительских статических конденсаторов.
- Компенсация реактивной мощности применяется:
- по условию баланса реактивной мощности;
- как важное мероприятие для снижения потерь электрической энергии в сетях;
- для регулирования напряжения.
Компенсация реактивной мощности
Компенса́ция реакти́вной мо́щности — целенаправленное воздействие на баланс реактивной мощности в узле электроэнергетической системы с целью регулирования напряжения, а в распределительных сетях и с целью снижения потерь электроэнергии[1]. Осуществляется с использованием компенсирующих устройств.
Для поддержания требуемых уровней напряжения в узлах электрической сети потребление реактивной мощности должно обеспечиваться требуемой генерируемой мощностью с учетом необходимого резерва.
Генерируемая реактивная мощность складывается из реактивной мощности, вырабатываемой генераторами электростанций и реактивной мощности компенсирующих устройств, размещенных в электрической сети и в электроустановках потребителей электрической энергии.
Компенсация реактивной мощности особенно актуальна для промышленных предприятий, основными электроприёмниками которых являются асинхронные двигатели, в результате чего коэффициент мощности без принятия мер по компенсации составляет 0,7— 0,75.
Мероприятия по компенсации реактивной мощности на предприятии позволяют:
- уменьшить нагрузку на трансформаторы, увеличить срок их службы,
- использовать провода, кабели меньшего сечения за счет уменьшения нагрузки на них,
- улучшить качество электроэнергии у электроприемников (за счёт уменьшения искажения формы напряжения),
- уменьшить нагрузку на коммутационную аппаратуру за счет снижения токов в цепях,
- избежать штрафов за снижение качества электроэнергии пониженным коэффициентом мощности,
- снизить расходы на электроэнергию.
Физика процесса
Переменный ток идет по проводу в обе стороны, в идеале нагрузка должна полностью усвоить и переработать полученную энергию.
При рассогласованиях между генератором и потребителем происходит одновременное протекание токов от генератора к нагрузке и от нагрузки к генератору (нагрузка возвращает запасенную ранее энергию).
Такие условия возможны только для переменного тока при наличии в цепи любого реактивного элемента, имеющего собственную индуктивность или ёмкость. Индуктивный реактивный элемент стремится сохранить неизменным протекающий через него ток, а ёмкостный — напряжение.
Через идеальные резистивные и индуктивные элементы протекает максимальный ток при нулевом напряжении на элементе и, наоборот, максимальное напряжение оказывается приложенным к элементам, имеющим ёмкостной характер, при токе, протекающем через них, близком к нулю.
Значительную часть электрооборудования любого предприятия составляют устройства, обязательным условием нормальной работы которых является создание в них магнитных полей, а именно: трансформаторы, асинхронные двигатели, индукционные печи и прочие устройства, которые можно обобщенно охарактеризовать как «индуктивная нагрузка». Гораздо реже применяются устройства, запасающие энергию, которые можно обобщенно считать ёмкостной нагрузкой.
Поскольку одной из особенностей индуктивности является свойство сохранять неизменным ток, протекающий через неё, то при протекании тока нагрузки появляется фазовый сдвиг между током и напряжением (ток «отстает» от напряжения на фазовый угол).
Разные знаки у тока и напряжения на период фазового сдвига, как следствие, приводят к снижению энергии электромагнитных полей индуктивностей, которая восполняется из сети.
Для большинства промышленных потребителей это означает следующее: по сетям между источником электроэнергии и потребителем, кроме совершающей полезную работу активной энергии, также протекает реактивная энергия, не совершающая полезной работы.
Активная и реактивная энергии составляют полную энергию, при этом доля активной энергии по отношению к полной определяется косинусом угла сдвига фаз между током и напряжением — cosφ.
Однако, протекая по кабелям и обмоткам в обратную сторону, реактивный ток снижает в пределах их пропускной способности долю протекающего по ним активного тока, вызывая при этом значительные дополнительные потери в проводниках на нагрев — активные потери. В случае, когда cosφ = 1, вся энергия дойдет до потребителя. В случае cosφ = 0 ток в проводе возрастет вдвое, поскольку одинаковый по величине ток будет протекать в обоих направлениях одновременно. В этом режиме активная мощность нагрузкой не потребляется, за исключением нагрева проводников.
Таким образом, нагрузка принимает и отдает в сеть практически всю энергию, при этом возникает ситуация, в которой потребитель вынужден оплачивать энергию, которая не была использована фактически.
В противоположность индуктивным элементам, ёмкостные элементы (например, конденсаторы) стремятся сохранять неизменным напряжение на своих зажимах, то есть для них ток «опережает» напряжение.
Поскольку величина потребляемой электроэнергии никогда не является постоянной и может меняться в существенном диапазоне за достаточно малый промежуток времени, то, соответственно, может изменяться и соотношение активной потребляемой энергии к полной (cosφ). При этом чем меньше активная нагрузка потребителя, тем меньше значение cosφ.
Из этого следует, что для компенсации реактивной мощности необходимо оборудование (см. статью Компенсирующие устройства), обеспечивающее регулирование cosφ в зависимости от изменяющихся условий работы оборудования.
Плавное регулирование cosφ обеспечивают синхронные двигатели и синхронные компенсаторы, ступенчатое — установки компенсации реактивной мощности (УКРМ), состоящие, как правило, из батарей ёмкостных элементов (конденсаторов), коммутационного оборудования и устройств управления. Принцип работы УКРМ заключается в подключении к сети необходимого в данный момент времени количества конденсаторов для известного мгновенного значения реактивной мощности.
Основные компоненты КРМ
- Источники реактивной мощности
- Используются конденсаторы, если реактивная мощность индуктивного характера
- Используются катушки индуктивности (реакторы), если реактивная мощность ёмкостного характера (используются для компенсации на ЛЭП);
- Регулятор реактивной мощности — устройство, измеряющее и поддерживающее величину cosφ на заданном оптимальном уровне путём выдачи команд на исполнительные устройства без участия персонала. В составе регулятора имеется процессор контролирующий напряжение, уровень гармоник, температуру, состояние конденсаторов и обеспечивающий аварийное отключение в критических случаях;
- Коммутационные устройства, подключающие и отключающие источники реактивной мощности в необходимом количестве в зависимости от команд регулятора. В зависимости от технических требований, используются различные коммутационные устройства:
- Конденсаторные электромагнитные контакторы- статическая компенсация.
- Тирикон (комбинированный электронно механический контактор) — динамическая компенсация
- Тиристорный контактор — динамическая компенсация
- Вакуумные контакторы — напряжение > 1кВ
- Антирезонансные дроссели — используются при повышенном уровне гармоник.
- Защитные устройства обеспечивающие отключение всей установки или группы конденсаторов[2].
См. также
- Реактивная мощность
- Коэффициент мощности
- Контактор
Примечания
- ↑ Основы современной энергетики: учебник для вузов : в 2 т. / под общей редакцией чл.-корр. РАН Е. В. Аметистова. — 4-е изд., перераб. и доп. — М. : Издательский дом МЭИ, 2008. Том 2. Современная электроэнергетика / под ред.
профессоров А. П. Бурмана и В. А. Строева. — 632 с., ил.
- ↑ Современные компоненты компенсации реактивной мощности (для низковольтных сетей). Справочное издание — Москва: Издательский дом «Додэка-XXI», 2003.- 64 с.
Ссылки
- Компенсация реактивной мощности
- Исследование бытовых компенсаторов реактивной мощности (энергосберегателей)
- Дмитрий Макаров, Компенсация реактивной мощности, 01.12.2013
Для улучшения этой статьи желательно:
Пожалуйста, после исправления проблемы исключите её из списка параметров. После устранения всех недостатков этот шаблон может быть удалён любым участником. |
Реактивная мощность электроприборов и её компенсация
20 Окт 2017
В реалиях российской энергетики постоянно идёт борьба за снижения потребления электроэнергии, а также за снижение потери мощности приборов и электромашин.
Компенсация реактивной мощности является одной из самых важных задач. Это простейшая мера, позволяющая улучшить качество работы любой точки потребления электричества.
Батареи конденсаторов дают возможность снизить потерю, а также улучшить параметры подачи напряжений в сеть.
Наличие этого явления существенно бьёт по базовым параметрам энергии, часть которой вообще теряется в проводке, провода всех сечений сильно нагреваются, а подстанции переходят на граничные режимы эксплуатации. Это приводит к необходимости повышения базовой мощности трансформаторов. Это явление до такой степени существенно, что контролирующие органы обязательно принимают его во внимание при расчёте тарифов.
Зачем делать компенсацию
Установки реактивной мощности стоят значительно дешевле, чем годовые затраты на электроэнергию для предприятия. Компенсация реактивной мощности даёт возможность получить следующие стабилизированные параметры:
- Существенно падает нагрузка на трансформаторы, причём на каждую из двух обмоток. Срок службы становится значительно выше. Если до появления конденсаторов было подключено определенное количество оборудования, не позволяющее добавлять источники потребления, то после установки появится свободная мощность. На практике повышение характеристики cosφ оказывается значительно дешевле стоимости нового трансформатора с сопутствующими шинами, либо замена на более мощное устройство.
- При проектировании нового объекта можно существенно снизить сечения проводов, что также даёт большую экономию средств.
- Полезная разгрузка электросетей в отдельных случаях может достигать 30%!
- Коммутаторы также испытывают повышенную нагрузку, поэтому срок их службы будет существенно повышен.
- Всё электрооборудование на предприятии будет нагреваться не настолько сильно.
- Глубокая просадка вольтажа также перестанет досаждать вашим энергетикам. Особенно это касается потребителей, удаленных от основного источника на значительное расстояние.
- Реактивная мощность цепи может стать причиной штрафов из-за понижения базовых тарифных коэффициентов. Проверяющими органами это может рассматриваться в качестве попытки мошенничества.
- Сильно снижаются финансовые затраты на электроэнергию, что в масштабах крупного предприятия может измеряться миллионами рублей в год.
Базовые потребители реактивной мощности
Это явление является обязательным сопутствующим фактором различных приборов, генерирующих электромагнитные поля. Наиболее проблемная сфера — это атомные реакторы, хотя даже обычные трансформаторы и ЛЭП дают существенный прирост.
Электрические приёмники и преобразователи (например, электродвигатели и индукционные печи), сильно влияют на появление реактивности в сетях. До 80% этого неприятного явления может быть связано с наличием вблизи проводки мощных магнитных полей.
Часто повлиять на работу может даже небольшой сварочный трансформатор или наличие люминесцентных ламп. Рассмотрим каждый источник, требующий компенсации реактивной мощности:
- Трансформатор. Он генерирует ненормальную реактивность, которая является побочным явлением при создании магнитного потока в обмотках. Она возникает непосредственно в процессе работы между контурами. Также очень сильно влияет количество ступеней трансформации.
- Асинхронные электродвигатели дают больше половины этого явления на заводах и фабрики. По сути, он и является трансформаторной установкой, только действие электротока направлено на выработку крутящего момента. Реактивность возникает между статором и ротором, вращающимся в магнитном поле.
- Индукционные печи (включая бытовые варианты). При плавлении металлов сильно генерирует реактивный ток именно расплавляемый образец, ведь он играет роль вторичной обмотки.
Зная о существовании этого явления очень важно бороться с ним. Делать это могут только профессиональные энергетики, знающие основы инженерной электротехники. Самостоятельное решение или неточности в расчётах могут приводить к выходу из строя дорогостоящего оборудования.