Компенсація реактивної потужності. Постановка задачі компенсації реактивної потужності.

Одним з основних питань, що вирішуються при проектуванні і експлуатації СЕП промислових підприємств є питання компенсації реактивної потужності.

Передача значної кількості реактивної потужності з енергосистеми до споживачів є нераціональною через наступні причини: виникають додаткові втрати активної потужності і енергії у всіх елементах СЕП, що обумовлені їх завантаженням реактивною потужністю, і додаткові втрати енергії в мережах живлення.

Компенсація реактивної потужності з одночасним покращенням якості електричної енергії безпосередньо в мережах промислових підприємств є одним з основних напрямків зменшення втрат електричної енергії і підвищення ефективності роботи електроустановок підприємства.

Введення джерела реактивної потужності призводить до зниження втрат в період максимуму навантаження в середньому на 0,081 кВт/кВАр. В даний час степінь компенсації в період максимуму навантаження складає 0,25 кВАр/кВт, що значно менше економічно доцільної компенсації рівної 0,6 кВАр/кВт. Тому вирішення цього питання дасть значний економічний ефект. Слід зазначити, що з точки зору економії електричної енергії і регулювання напруги компенсацію реактивної потужності найбільш доцільно здійснювати біля її споживачів.

Найбільше сумарне реактивне навантаження підприємства, яке визначається для визначення потужності компенсуючих пристроїв рівне:

,

де – коефіцієнт неспівпадання найбільшого активного і реактивного навантаження підприємства.

Значення коефіцієнта неспівпадання в залежності від галузі промисловості

Галузь промисловості
Нафтопереробна, текстильна	0,95
Чорна і кольорова металургія, хімічна, нафтодобувна, харчова, будівельних матеріалів, паперова	0,9
Вугільна, газова машинобудівна і металообробна	0,85
Торфопереробна, деревообробна	0,8
Інші	0,75

Значення найбільших сумарних реактивної і активної потужності доводять до відома енергосистеми для визначення економічно оптимальної реактивної (вхідної) потужності, яка може бути передана підприємству в режимі найбільшого і найменшого активного навантаження енергосистеми, відповідно, і . За вхідною реактивною потужністю визначають сумарну потужність конденсаторних установок підприємства, а значенням – регульовану частину конденсаторних установок підприємства.

Компенсуючі пристрої для реактивних навантажень.

Сумарну потужність компенсуючих пристроїв визначають за балансом реактивної потужності на межі електричного розділу підприємства та енергосистеми в період найбільшого активного навантаження:

(1)

Компенсуючі пристрої знижують втрати електричної енергії і збільшують пропускну здатність систем електропостачання. При нерівномірному добовому графіку реактивного навантаження потужність компенсуючих пристроїв повинна регулюватися, так як в іншому випадку в години мінімальних навантажень напруга буде підвищуватись, що веде до пере накалюванню ламп і до інших технологічних збитків. Таким чином, режим роботи компенсуючих пристроїв повинен визначатись не тільки задачами зниження втрат електричної енергії на передачу реактивної потужності і підвищення пропускної потужності мереж і трансформаторів, але також і задачею підтримання оптимального рівня напруг в мережі.

Для компенсації реактивної потужності на промислових підприємствах використовуються: конденсатори, синхронні двигуни і генератори, синхронні компенсатори, компенсаційні перетворювачі, статичні джерела реактивної потужності, синхронні генератори і двигуни в якості синхронних компенсаторів.

При заданій потужності компенсуючих пристроїв в першу чергу повинні бути використані конденсатори (по можливості на напругу до 1кВ, потім на напругу вище 1000 В) і синхронні двигуни; при великих реактивних навантаженнях – синхронні компенсатори. Ртутні і кремнієві перетворювальні підстанції повинні комплектуватися компенсаційними перетворювачами.

В окремих випадках при великій нерівномірності добового графіку реактивних навантажень на час максимуму можливе застосування менш економічних компенсуючих пристроїв. Наприклад, використання синхронних генераторів місцевих електростанцій в якості компенсуючих пристроїв, що повинне бути підтверджене техніко-економічним розрахунком і дозволене енергосистемою.