Авторизация   |   Регистрация Логин: Пароль: Вспомнить пароль

Что необходимо знать о реактивной мощности?

Вопрос:
Что необходимо знать о реактивной мощности?

Ответ:

ОСНОВЫ КОМПЕНСАЦИИ РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ



При нормальных рабочих условиях все электрические потребители, чей режим сопровождается постоянным возникновением и исчезновением магнитных полей (например, индукционные двигатели, оборудование сварки, световая дуга и люминесцентные лампы) забирают от сети не только активную, но также индуктивную реактивную мощность (квар). Эта реактивная мощность необходима для безупречной работы оборудования и в то же время может быть рассмотрена как нежелательная дополнительная нагрузка сети. Коэффициент мощности потребителя cos определяется как соотношение потребляемой активной мощности к полной мощности, действительно взятой из сети (кВт к кВА). Чем ближе значение cos к единице, тем меньше доля взятой из сети реактивной мощности.

Пример: при cos = 1 для передачи 500 кВт в сети переменного тока 400 В необходим ток значением 722 А. Для передачи той же активной мощности при коэффициенте cos = 0,6 значение тока повышается до 1203 А. Соответственно, все оборудование питания сети, передачи и распределения энергии должны быть рассчитаны на большие нагрузки. Кроме того, в результате больших нагрузок срок эксплуатации этого оборудования может соответственно снизиться.


! В системах с низким коэффициентом мощности передача энергии, соответствующая стандарту, требует значительного увеличения затрат у потребителя и на генераторной стороне.


Другим фактором повышения затрат является возникающая из-за повышенного значения общего тока теплоотдача в кабелях и других распределительных устройствах, в трансформаторах и генераторах. Возьмем, к примеру, в нашем выше приведенном случае при cos = 1 мощность потерь равную 10 кВт. При cos = 0,6 она повышается на 180 % и составляет уже 28 кВт.

! С уменьшением сos , и таким образом, с возрастанием тока увеличиваются потери в сети переменного тока в квадратичном соотношении.

Сказанное выше является основной причиной того, что предприятия электроснабжения требуют от потребителей снижения доли реактивной мощности в сети. В практике потребители с низким значением коэффициента мощности получают специальные тарифы на реактивную мощность.

Выводы:

  • С улучшением коэффициента мощности потребитель может снизить общие расходы на электроэнергию.

  • Уменьшение реактивной нагрузки позволяет производителю энергии при той же общей мощности снабжать дополнительных потребителей полезной нагрузкой.

  • Улучшение коэффициента мощности уменьшает нагрузку компонентов распределительной сети. Это удлиняет срок их службы.


ВИДЫ КОМПЕНСАЦИИ РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ
Индуктивной реактивной нагрузке, необходимой электрическим потребителям, можно противодействовать с помощью ёмкостной нагрузки, подключая точно рассчитанный конденсатор. Это позволяет снизить реактивную мощность, забираемую из сети, и называется корректировкой коэффициента мощности или компенсацией реактивной мощности.

В зависимости от подключения и формы применения конденсаторов различают:

индивидуальную или постоянную компенсацию, при которой индуктивная реактивная мощность компенсируется непосредственно в месте её возникновения, что ведет к разгрузке подводящих проводов (типично для отдельных, в продолжительном режиме работающих потребителей с постоянной мощностью)

групповую компенсацию, в которой аналогично с локальной компенсацией для нескольких одновременно работающих индуктивных потребителей подключается совместный постоянный конденсатор (недалеко расположенные друг от друга электродвигатели, группы разрядных ламп).

централизованную компенсацию, при которой определенное число конденсаторов подключается к главному или групповому распределительному шкафу. Такую компенсацию применяют обычно в больших электрических системах с переменной нагрузкой. Конденсаторы управляются электронным регулятором, который постоянно анализирует потребность реактивной мощности в сети. Такие регуляторы включают или отключают конденсаторы, с помощью которых компенсируется мгновенная реактивная мощность общей нагрузки и, таким образом, уменьшается суммарная потребность сети.

Установка компенсации реактивной мощности состоит из определенного числа конденсаторных ветвей, которые в своём построении и ступенях подгоняются к особенностям конкретной сети и к её потребностям в реактивной мощности.
Очень распространены ветви в 12,5 квар, 25 квар и 50 квар. Более крупные ступени включения, например, в 100 квар или ещё выше, достигаются включением нескольких малых ветвей. Таким образом, снижается нагрузка сети токами включения и, следовательно, уменьшаются вытекающие из этого помехи (например, импульсы тока). Если в сети содержится большая доля высших гармоник, то конденсаторы обычно защищают дросселями (реакторами фильтрующего контура).

РАСЧЕТ ТРЕБУЕМОЙ КОНДЕНСАТОРНОЙ МОЩНОСТИ


Для определения реактивной мощности, необходимой для расчета желаемого коэффициента мощности
действует следующая формула:
QC= P (tan &phi 1 - tan &phi 2), где

P -активная мощность компенсируемого потребителя

QC- реактивная мощность требуемого компенсирующего конденсатора
cos &phi 1 - первоначальный коэф. мощности перед корректировкой
cos &phi 2 - целевой коэф. мощности

Соотношение tan &phi 1 - tan &phi 2 выбирается из табл.1
Таблица 1
Таблица 1
Таблица 2

ВЛИЯНИЕ ВЫСШИХ ГАРМОНИК И ИХ ФИЛЬТРАЦИЯ



Развитие современных технологий полупроводников ведет все к более возрастающему количеству потребителей, управляемых тиристорами и конвертерами. К сожалению, конверторы увеличивают значение индуктивной реактивной мощности и ухудшают несинусоидальную форму токовой кривой. Эти помехи питаемой сети ведут к повреждениям и
ошибочным включениям оборудования и приборов. Типичный ток конвертора представляет собой наложения различных синусоидальных составляющих тока, т.е. основной сетевой частоты и определенного числа так называемых высших гармоник (в трехфазной сети в первую очередь гармоники 5-го, 7 –го и 11-го порядков). Содержание высших гармоник ведет к повышению тока в конденсаторах, т.к. реактивное сопротивление конденсаторов с возрастанием частоты уменьшается. Параллельно с возрастанием тока в конденсаторах, который можно регулировать с помощью конструктивных мер, в неблагоприятных случаях в сетях могут возникнуть резонансные явления. Компенсационные
конденсаторы и индуктивности трансформатора и сети представляют собой резонансный контур. Если собственная частота такого контура совпадет с одной из частот высших гармоник, то возможно возникновение колебаний со значительными сверхтоками и перенапряжениями. Это ведет к перенагрузкам и повреждениям в электрических установках.

Загрязнение сетей переменного тока высшими гармониками может вести к следующим последствиям:

  • снижение срока службы конденсаторов

  • преждевременное срабатывание контакторов и других предохранителей

  • выход из строя или ошибочная деятельность компьютеров, приводов двигателей, устройств освещения и др. чувствительных потребителей

Целью подключения дросселя (реактора) к конденсатору (см. рис. 1) служит снижение резонансной частоты сети до значения, величина которого ниже значения наименьшей высшей гармоники данной сети. Этим предотвращается резонанс между конденсаторами и сетью, а значит и возрастание токов высших гармоник. Кроме того, такое включение имеет эффект фильтра, при котором уменьшается степень искажения напряжения. Рекомендуется в тех случаях, когда доля потребителей, загрязняющих сеть высшими гармониками, составляет более 20 % всех потребителей сети.
Резонансная частота конденсатора, включенного последовательно с дросселем, всегда лежит ниже частоты 5-ой гармоники.
Для токов высших гармоник цепь фильтра представляет собой очень низкое полное сопротивление. Поэтому большая часть таких токов направляется в этот контур.


Таблица 3
Таблица 4
Заказ пуст
Контакты

Санкт-Петербург

пл.Конституции, д.7
тел./факс (812) 703 11 44

Москва

ул.Киевская, д.19
тел./факс (495) 781 96 34

Фотографии ШУОТ


картинка ШУОТы  для сайта

Фотографии УКРМ


Конденсаторы

Буклет УКРМ


Буклет по выбору установок КРМ

Партнеры