Электротехнический интернет-журнал Electrik.info

"Электрик Инфо" - онлайн журнал про электричество. Теория и практика. Обучающие статьи, примеры, технические решения, схемы, обзоры интересных электротехнических новинок. Уроки, книги, видео. Профессиональное обучение и развитие. Сайт для электриков и домашних мастеров, а также для всех, кто интересуется электротехникой, электроникой и автоматикой.
 


Услуги электрика | Схемы подключения | Принципиальные схемы | Электроснабжение Розетки и выключатели | Автоматы защиты | Кабель и провод | Монтаж электропроводки Ремонт электротехники | Молодому электрику | Электротехническая продукция

Электрик Инфо » В помощь начинающим электрикам, Энергосбережение, экономия энергии, Промышленное электрооборудование » Современные конденсаторные установки компенсации реактивной мощности
24 августа 2020
Количество просмотров: 7461
Комментарии к статье: 3


Современные конденсаторные установки компенсации реактивной мощности

Снижение потерь электроэнергии в электрических сетях — одна их важнейших задач в электроснабжении, особенно актуальная для крупных энергоемких предприятий. Компенсация реактивной мощности является одним из путей достижения данной цели.

Эта технология позволяет минимизировать потери энергии при передаче и улучшить энергетические характеристики на стороне потребителя: повысить коэффициент мощности оборудования — для потребителя, и понизить вредные гармоники питающего напряжения — для сети и поставщика.

Практически это значит, что к устройству постоянной нагрузки присоединяется компенсирующий конденсатор расчетной емкости (соответствующей реактивной мощности), а если нагрузка переменная, то в ход идут автоматические конденсаторные установки. И в том и в другом случае в итоге достижима отчетливая картина энергосбережения.

Изначально львиная доля элементов системы электроснабжения и электроприемников переменного тока, обладающих индуктивностью, потребляет наряду с активной мощностью еще и реактивную мощность, которая необходима для создания электромагнитных полей: в электродвигателях, трансформаторах, преобразователях напряжения, линиях электропередач, даже в лампа накаливания и т. п.

Циркуляция в линиях реактивной мощности негативно сказывается на работе энергосистемы в целом в силу снижения пропускной способности линий, трансформаторов и т. д., вызывая нагрев проводов, в конце концов — требует бОльшей полной мощности от поставщика.

Но если реактивная мощность — это часть полной мощности, неизбежно затрачиваемая на электромагнитные процессы в нагрузке, имеющей емкостную и индуктивную составляющую, то почему бы не сделать так, чтобы она циркулировала не по всей системе электропередач, а только между потребителем и местным конденсатором? Именно для этого и служат УКРМ — установки компенсации реактивной мощности.

Схема УКРМ — установки компенсации реактивной мощности

Конденсаторной установкой компенсации реактивной мощности называют электроустановку, состоящую из конденсаторов, и относящихся к ним вспомогательных устройств (выключателей, разъединителей, разрядных резисторов, устройств регулирования, защиты и т. п.) и ошиновки. Конденсаторная установка включает в себя одну или несколько конденсаторных батарей либо один или нескольких отдельно установленных конденсаторов, присоединенных к сети посредством коммутационных аппаратов.

Суть в том, что когда с помощью конденсаторной установки повышается коэффициент мощности (косинус фи) у потребителя, потребление реактивной составляющей от полной мощности из сети минимизируется, срок службы сети и оборудования, соответственно, увеличивается.

Так, при поддержании значения косинуса фи на уровне от 0,9 до 0,95, платежи за потребление практически бесполезной реактивной мощности - снижаются, так как в общем уменьшается нагрузка на трансформаторы и передающие кабели.

Здесь важно отметить, что и перекомпенсации допускать нежелательно, поскольку это становится экономически не целесообразным, ведь для получения косинуса фи достигающего 0,97-0,99, мощность компенсирующей установки пришлось бы повысить вдвое, а значит и заплатить за нее пришлось бы в 1,5 раза больше, хотя потребляемый ток вследствие такого мероприятия понизился бы всего на 3%.

Установка для компенсации реактивной мощности

Виды компенсации

Общей или централизованной компенсацией реактивной мощности называется такой подход, когда одна, общая для всего оборудования предприятия, регулируемая (автоматическая) конденсаторная установка, - располагается на трансформаторной подстанции или в главном распределительном щите. Это полезно, когда реактивная мощность на предприятии в течение дня варьирует между различными потребителями, то есть меняет время от времени свою величину, практически являясь сильно переменной характеристикой своеобразного составного потребителя.

При индивидуальной компенсации конденсаторы подбираются и устанавливаются к каждому отдельному двигателю индивидуально, это получается дешевле если двигателей не очень много, а работают они почти постоянно.

Если же различных единиц оборудования (потребителей электроэнергии) много, а работают они порознь и редко, то индивидуальная компенсация становится дорогостоящей затеей, поскольку часть конденсаторов будет попросту простаивать без дела, то есть какую-то часть времени они не будут востребованы вовсе. Таким образом, несколько мощных потребителей реактивной мощности, работающих обычно долгое время, являются типичными объектами индивидуальной компенсации.

На индивидуальную компенсацию несколько похожа групповая компенсация при которой отдельные конденсаторные установки используется для групп разнообразных электроприемников. Здесь так же разгружаются подводящие провода.

Тиристорные установки компенсации реактивной мощности

Для групповой компенсации хорошо подходят автоматические регулируемые конденсаторные установки, способные в зависимости от текущей реактивной нагрузки автоматически регулировать уровень компенсации. Особенно примечательны здесь тиристорные конденсаторные установки КРМТ, могущие эффективно работать в сетях с резкопеременной реактивной нагрузкой.

Такие установки отличаются превосходным, практически мгновенным быстродействием, что позволяет трансформаторам непрерывно работать в режиме почти чисто активной нагрузки, что продлевает срок их службы.

Число коммутаций для тиристоров неограниченно. Не зря сегодня КРМТ широко используются на многих химических и металлургических заводах, на целлюлозных фабриках, в лифтовом хозяйстве и везде, где характер нагрузок сильно нелинеен: инверторы, роботы, компрессоры, установки с фазным управлением и т. д. Плюс ко всему тиристорные установки бесшумны. Для защиты тиристорных установок применяются дроссели.

Оборудование для компенсации реактивной мощности

Тенденция к росту тарифов на электроснабжение ведет к тому, что применение установок компенсации реактивной мощности (УКРМ) для многих предприятий становится обыденной необходимостью. При этом окупаемость установленного оборудования для компенсации реактивной мощности составляет всего несколько месяцев.

В общем и целом, с точки зрения экономических преимуществ, установка компенсирующих конденсаторных батарей дает целый ряд плюсов:

  • потери в сетях и трансформаторах снижаются за счет уменьшения проходящего через них тока;

  • минимизируется эффект падения напряжения на линиях электропередач;

  • расчетная мощность системы делается меньше.

Иными словами, линии электропередачи, трансформаторы и распределительные устройства максимально разгружается благодаря избавлению от лишнего (реактивного) тока, защите от перекоса фаз, уменьшению высших гармоник и помех, а расходы на оплату для предприятия снижаются. В результате сами сети становятся более экономичными. 

Эффекты от применения УКРМ

Если остановиться на эффектах систем КРМ более подробно, то можно сказать, что без применения установок УКРМ - в сети все время циркулирует значительная реактивная мощность, это снижает качество поставляемой электроэнергии, поскольку потери мощности в линиях оказываются значительными, имеют место перепады напряжения, а значит мощность силовых трансформаторов завышается, сечение передающих кабелей используется нерационально, пропускная способность на каждом этапе получается в конце концов ниже, чем могла бы быть.

В итоге плата за электроэнергию возрастает, а это — лишние финансовые траты. Если же в сети работает установка УКРМ, то потребление реактивной мощности от питающей сети уменьшается, следовательно достигаются энергосберегающий эффект и финансовая экономия.

Важно, что если вы решаете установить полноценную УКРМ с фильтрами гармоник, то прежде всего необходимо тщательно измерить все параметры сети: полную, активную и реактивную мощности, уровни гармоник, шумов, их величины, значения просадок напряжения, уровни перенапряжений. Так можно достигнуть многих полезных эффектов и избавиться от нежелательных побочных явлений: от вредных эффектов опасных гармоник (3-ей, 5-ой, 7-ой, 9-ой, 12-ой); избежать резонансных перенапряжений и перекоса фаз.

Андрей Повный





Поделитесь этой статьей с друзьями:


Другие статьи с сайта Электрик Инфо:

  • Что такое реактивная мощность и как с ней бороться
  • Существует ли реактивная электроэнергия?
  • Из опыта эксплуатации установки для компенсации реактивной мощности на пром ...
  • Возможности компенсации реактивной энергии в быту с помощью Saving Box
  • Семь способов борьбы с потерями в воздушных электрических сетях
  • Номинальная и фактическая мощность асинхронного двигателя в зависимости от ...
  • Как передается электроэнергия потребителям по сети 0,4 кВ
  • Приборы для экономии электроэнергии: миф или реальность?
  • Ваттметры - виды и применение, схема подключения, особенности использования
  • Как устроен и работает электронный счетчик электроэнергии
  • Категория: В помощь начинающим электрикам, Энергосбережение, экономия энергии, Промышленное электрооборудование

    Инвертор, Индуктивность, Электроснабжение, Андрей Повный – все статьи

      Комментарии:

    #1 написал: Олег | [цитировать]

    Есть такое понятие, как динамическая компенсация реактивной мощности, или по-другому - система компенсации реактивной мощности в реальном времени. Она обеспечивает мгновенную коррекцию коэффициента мощности для промышленных сетей, содержащих сильно переходные или нестабильные нагрузки. Большие и быстрые изменения реактивной мощности происходят во время таких операций, как запуск больших двигателей, сварка и десинхронизация циклических нагрузок. Такие системы включают твердотельные переключатели, которые позволяют выполнять неограниченное количество операций без переходных процессов. Контроллер имеет время сбора данных и время отклика в пределах одного цикла, что достаточно быстро для компенсации высокоскоростных нагрузок. Результатом является предотвращение провалов и скачков напряжения, а также повышение производительности системы и экономия энергии. Кроме того, такие современные системы компенсации реактивной избегают явления сетевого резонанса за счет включения реакторов с железным сердечником последовательно с каждым модулем трехфазной компенсации. Это также снижает искажения напряжения за счет улучшения общего состояния сети.

    Компенсация реактивной мощности, необходимая для коррекции коэффициента мощности, обычно выполняется специальным контроллером, который измеряет коэффициент мощности системы, сравнивает его с предварительно заданным значением и подает питание на конденсаторы через электромеханические контакторы. Минимальное время реакции на колебания нагрузки составляет 5-10 секунд - более быстрые колебания нагрузки не будут компенсированы с помощью этих типов систем. Системы реактивной компенсации в реальном времени предназначены для замены традиционных решений коррекции коэффициента мощности. В такой системе используются электронные переключающие элементы для питания требуемых ступеней компенсации. Конденсаторы находятся под напряжением, когда их остаточное напряжение равно напряжению сети. Результатом является переключение без переходных процессов, устраняющее проблему чрезмерного напряжения на конденсаторе. Кроме того, электронные переключающие элементы не выходят из строя во время этого процесса, что не ограничивает их количество операций.

      Комментарии:

    #2 написал: Макар | [цитировать]

    Силовые низковольтные конденсаторы, предназначенные для повышения коэффициента мощности и сборки фильтров гармоник, представляют собой важное устройство, относящееся к более широкому спектру силовых конденсаторов. Основываясь на многолетнем производственном и эксплуатационном опыте, современная технология их производства достигла стадии, когда выпускаются надежные конденсаторы с небольшим удельным объемом и небольшими удельными потерями на единицу мощности, выпускаемые в основном серийно на автоматизированных установках, гарантирующие точность требуемых технических параметров.

      Комментарии:

    #3 написал: Николай | [цитировать]

    Реактивная энергия вырабатывается некоторыми механизмами для создания электромагнитного и электрического поля, необходимого им для функционирования. Это было бы дополнительной потребностью в энергии к той, которая уже была бы необходима; следовательно, это дополнительное потребление. Со своей стороны, активная энергия — это та, которая может быть преобразована в механическую работу и теплоту. Некоторым оборудованием, которое нуждается в этом виде энергии, является оборудование с катушками, люминесцентными лампами, насосами, трансформаторами или двигателями определенных машин. Различия между активной и реактивной энергией заключается в том, что в то время как активная энергия преобразуется в движение или тепло, реактивная энергия не потребляется и не нагревается. В то время как активная энергия измеряется в кВтч, реактивная энергия измеряется в кВАрч, что указывает реактивные киловольт-ампер в час. Кроме того, реактивная энергия будет вырабатываться только в приборах, катушка которых питается переменным током, а активная энергия вырабатывается во всех приборах и механизмах. Следовательно, можно сделать вывод, что этот тип энергии имеет ряд эффектов, которые могут серьезно повредить энергоэффективности промышленности. Среди этих эффектов выделяется тот факт, что в установках будет теряться полезная мощность, поэтому они будут иметь худшую производительность. Это также вызовет перепады напряжения, что может повысить температуру кабелей. Другим эффектом является надбавка трансформаторов и надбавка линий преобразования и генерации. Наконец, следует отметить, что эта энергия может вызвать изменения в электрической сети с фатальными последствиями, которые могут иметь место в промышленности. Компенсация реактивной энергии позволит предприятиям сократить счета за электроэнергию, но также принесет им много других преимуществ. Среди них можно выделить увеличение мощности установленных линий и трансформаторов, улучшение сетевого напряжения и снижение потерь энергии. Для достижения этой компенсации и снижения счетов за электроэнергию необходимо использовать специализированное оборудование для нейтрализации этого вида энергии. Примером могут служить конденсаторные батареи, которые способствуют стабилизации и качеству питания. Кроме того, они также оптимизируют размеры и производительность электрических установок. Другой метод заключается в использовании постоянных конденсаторов, которые представляют собой оборудование со статическим уровнем кВАрч. Следовательно, один или несколько будут использоваться для получения необходимого количества этой энергии и ее компенсации. Эти устройства очень хорошо работают в двигателях большой мощности или в трансформаторах. В случае наличия установки, вырабатывающей много реактивной электроэнергии, использование стационарного конденсатора может дать положительные результаты.

    Добавление комментария
    Имя:*
    Комментарий:

    Присоединяйтесь к нам в социальных сетях:

    ВКонтакте | Facebook | Одноклассники | Электрик Инфо на Яндекс Дзен

     


    Популярные разделы сайта:

    Электрика дома  Электрообзоры  Энергосбережение
    Секреты электрика Источники света Делимся опытом
    Домашняя автоматика Электрика для начинающих
    Практическая электроника Электротехнические новинки
    Андрей Повный - все статьи автора



    Copyright © 2009-2022 Электрик Инфо - Electrik.info, Андрей Повный
    Вся информация на сайте предоставлена в ознакомительных и познавательных целях.
    За применение этой информации администрация сайта ответственности не несет.
    Перепечатка материалов сайта запрещена.