Компенсация реактивной мощности

Полная мощность состоит из реактивной Q мощности и активной P мощности: . Реактивная мощность служит для создания электрических полей; циркулирует по сетям с двойной частотой и создает дополнительные потери активной, реактивной мощностей и напряжения. Потери мощностей складываются из потерь активной и реактивной мощностей (также и потери напряжения).

Потери напряжения: .

Потери мощности: , где R – активное сопротивление, x – реактивное сопротивление.

Из формулы видно, что при увеличении реактивной (Q) мощности возрастают потери напряжения в сети, а следовательно снижается активная мощность, что влечет за собой увеличение мощности оборудования электростанции и увеличение затрат на выработку электроэнергии. Увеличение передаваемой Q вызывает также рост потерь Q и следовательно, общее увеличение реактивной мощности в системе электроснабжения. Также при увеличении Q увеличиваются потери напряжения и, следовательно снижается напряжение у приемников, что при неизменном значении их мощности приводит к увеличению токов и снижению . - коэффициент мощности: .

Выбор компенсации должен осуществляться по технико-экономическим критериям с учетом затрат на компенсирующее устройство (КУ), на трансформаторы, с учетом потерь электроэнергии в сетях и трансформаторах.

Снижение реактивных нагрузок может осуществляться:

1) выполнением мероприятий не требующих установок компенсирующих устройств (КУ).

2) установкой КУ для частичной или полной компенсации реактивной мощности.

В качестве КУ используют:

- синхронные машины (генераторы, компрессоры, двигатели) различных напряжений;

- батареи конденсаторов для 1000 В и выше;

- комбинированные устройства – это фильтры компенсирующие и фильтры симметрирующие (ФКУ и ФСУ);

- ИРМ (СТК) – статический источник реактивной мощности (тиристорный компенсатор);

- синхронные машины – обладают плавностью регулирования, хорошими динамическими характеристиками и работают как технологические механизмы. Используют двигатели длительного режима (насосы, компрессоры, вентиляторы);

- синхронный компенсатор – это синхронный двигатель, работающий в режиме х.х. без нагрузки. При перевозбуждении синхронный компенсатор генерирует опережающую реактивную мощность, а при недовозбуждении для повышения коэффициента мощности, так и для регулирования напряжения в электросетях.

+: Автоматическое плавное регулирование в большом диапазоне; высокая надежность в работе.

–: Высокая стоимость.

- конденсаторные установки – дешевые и просты в обслуживании, обладают меньшими потерями, но плохо регулируются. Мощность зависит от напряжения в сети.

Статические конденсационные установки изготавливают из определенного числа конденсаторов в зависимости от рабочего напряжения и расчетной реактивной мощности. Соединяют между собой параллельно, последовательно или параллельно-последовательно. Компенсация реактивной мощности обычно осуществляется обычно с помощью конденсаторов, включенных параллельно электрооприемникам (поперечная компенсация). В отдельных случаях при резкопеременных нагрузках (дуговые печи, сварочные аппараты) применяют последовательное включение конденсаторов (продольная компенсация).

- статический источник реактивной мощности. Основные элементы: емкость и накопители электромагнитной энергии (регулируемая индуктивность в сочетании с управляемыми тиристорными преобразователями). Устройство работает в режиме потребления-накопления реактивной мощности при её увеличении. При низком значении реактивной мощности устройство работает в режиме генерации реактивной мощности.