5.2 Компенсация реактивной мощности

Активной мощностью, характеризует энергию, выделяемую в единицу времени на производство полезной работы. Потребителями активной мощности являются потребители, предназначенные для преобразования энергии электрического тока в механическую работу (электродвигатели), в тепло (электрические печи, нагревательные приборы), в свет (источники света), в химические реакции (электролиз, гальваника) и соответственно имеющие активное сопротивление R:.

Реактивная мощность Q в цепи переменного тока необходима для создания магнитного потока в трансформаторах, электродвигателях и других потребителях, а также для преодоления индуктивного сопротивления проводников цепи переменного тока.

Принято считать, если потребляемый ток отстает по фазе от напряжения (индуктивный характер нагрузки или потребление реактивной мощности), то реактивная мощность имеет положительный знак, а если ток опережает напряжение (емкостный характер нагрузки или генерация реактивной мощности) то реактивная мощность имеет отрицательное значение. Основной нормативным показателем, характеризующим реактивную мощность, является коэффициент мощности На вводах, питающих промышленное предприятие, средневзвешенное значение этого коэффициента должно было находиться в пределах 0,92-0,95.

5.3 Необходимость компенсации реактивной мощности

Основными потребителями реактивной мощности на промышленных предприятиях являются асинхронные двигатели (60-65% общего ее потребления), трансформаторы (20-25%), вентильные преобразователи, реакторы, воздушные электрические сети и прочие приемники (10%). В зависимости от характера электрооборудования предприятия его реактивная нагрузка может составлять до 130-150%) активной.

Передача значительной реактивной мощности по линиям и через трансформаторы невыгодна по следующим основным причинам [1]:

. Возникают дополнительные потери активной мощности и энергии во всех элементах системы электроснабжения, обусловленные загрузкой их реактивной мощностью. Так, при передаче активной Р и реактивной Q мощностей через элемент системы электроснабжения с сопротивлением Я потери активной мощности составят:

P = R=R+R=P_a+P_p (4)

Дополнительные потери активной мощности АРр, вызванные протеканием реактивной мощности Q, пропорциональны ее квадрату.

. Возникают дополнительные потери напряжения, которые особенно существенны в сетях районного значения и в сетях промышленных предприятий занимающих значительную площадь. Например, при передаче мощностей Р и Q через элемент системы электроснабжения с активным сопротивлением R и реактивным сопротивлением X потери напряжения составят:

U ==+=U_a +U_p

где U_а- потери напряжения обусловленные активной мощностью; АЦ,- потери напряжения обусловленные реактивной мощностью.

. Загрузка реактивной мощностью систем промышленного электроснабжения и трансформаторов уменьшает их пропускную способность и требует увеличения сечений проводов воздушных и кабельных линий, увеличения номинальной мощности или числа трансформаторов подстанций и т. п.

. Для стимулирования мероприятий по компенсации реактивной мощности НКРЭ Украины установил определенный порядок расчетов за переток реактивной электроэнергии между электроснабжающей организацией и потребителем.

Оплата за потребленную и генерацию электроэнергию определяется формулой:

П1=

где n-число точек расчетного учета электроэнергии; WQ_пoт - потребление реактивной энергии в точке учета за расчетный период кВар*ч; WQ_Г - генерирование электрической энергии в сеть в точке учета за расчетный период кВар*ч; К - коэффициент учета убытков от генерации реактивной электроэнергии из сетей потребителя, равный 3; D - экономический эквивалент реактивной мощности в точке учета, кВт/кВар приблизительно равная 0,02 и имеет тенденцию к увеличению; Т -фактическая средняя закупочная цена на активную электроэнергию, за расчетный период, грн/кВт*час.

Приведенные соображения вынуждают, насколько это технически и экономически целесообразно, предусматривать дополнительные мероприятия по уменьшению потребляемой реактивной мощности. На промышленном предприятии это может быть достигнуто естественным путем, например за счет улучшения режима работы приемников, применения двигателей более совершенных конструкций, устранения их недогрузки, а также за счет установки специальных компенсирующих устройств.