Мероприятия для снижения потребления реактивной мощности.

Для снижения потребления реактивной мощности при эксплуатации электроустановок рекомендуются следующие мероприятия:упорядочение технологического процесса, ведущее к улучшению энергетического режима оборудования и к снижению расчетного максимума реактивной нагрузки;

сокращение холостой работы асинхронных электродвигателей, сварочных трансформаторов и других электроприемников путем внедрения ограничителей холостого хода;

замена или отключение трансформаторов, загруженных менее чем на 30% их номинальной мощности, если это допускается по условиям режима работы сети электроприемников;

замена по возможности загруженных менее чем на 60% асинхронных электродвигателей электродвигателями меньшей мощности при условии технико-экономического обоснования;

замена асинхронных электродвигателей синхронными, допустимая по условиям работы электропривода, если асинхронные электродвигатели подлежат демонтажу вследствие износа, изменения технологического процесса или возможности использования в других установках, не нуждающихся в искусственной компенсации реактивных нагрузок, а также в других случаях, если замена обоснована технико-экономическими расчетами;

понижение напряжения у малозагруженных асинхронных электродвигателей путем переключения статорной обмотки с треугольника на звезду, секционирования статорных обмоток; понижение напряжения в сетях, питающих асинхронные электродвигатели, путем переключения ответвлений цехового трансформатора;повышение качества ремонта электродвигателей (недопустимы обточка ротора, уменьшение числа проводников в пазу, расточка пазов, выжигание обмотки).

Для преобразовательных установок, получающих все более широкое распространение на промышленных предприятих, снижение реактивной мощности может быть достигнуто уменьшением угла открывания вентилей и пределов его регулирования, несимметричным управлением вентилями, применением схем с искусственной коммутацией.

Мероприятия по снижению потребления реактивной мощности электроприемниками, проводимые на предприятиях, снижают суммарную реактивную нагрузку обычно не более чем на 10%. Поэтому основная роль отводится компенсирующим устройствам.Компенсирующими установками являются: косинусные конденсаторы, синхронные электродвигатели, синхронные компенсаторы, компенсационные преобразователи. Преимущественное применение на промышленных предприятиях получили косинусные конденсаторы и синхронные электродвигатели.

Общие положения о реактивной мощности и ее влиянии на величину потерь электроэнергии.

Положения и определения, относящиеся к понятию «реактивная мощность».

Пусть приемник электрической энергии присоединен к источнику синусоидального напряжения

и потребляет синусоидальный ток

При токе сдвинутым по фазе относительно напряжения на угол φ;, значение мгновенной мощности на зажимах приемника определяется выражением:

и является суммой двух величин, одна из которых постоянна во времени, а другая пульсирует с двойной частотой

Среднее значение от второго слагаемого мгновенной мощности за время Т равно нулю, т. е. на ее создание не требуется каких-либо материальных затрат и поэтому она не может совершать полезной работы. Ее присутствие указывает, что между источником и приемником происходит обмен энергией. Это возможно лишь в том случае, если имеются реактивные элементы, способные накапливать и отдавать электромагнитную энергию — емкость и индуктивность. Полная (кажущуюся) мощность на зажимах приемника в комплексной форме может быть представлена следующим образом:

где U^’ - комплекс напряжения; / ^* - сопряженный комплекс тока/

Величина jU*I*sinφ; получила название реактивной мощности.

Если потребляемый ток отстает по фазе от напряжения (индуктивный характер нагрузки), то реактивная мощность имеет положительный знак, а если ток опережает напряжение (емкостный характер нагрузки) — реактивная мощность имеет отрицательное значение. Из последнего уравнения следует:

 

Ранее основным нормативным показателем, характеризующим реактивную мощность, был коэффициент мощности cosφ, однако данный показатель не дает четкого представления о динамике изменения реального значения реактивной мощности.

При расчетах удобнее оперировать соотношением

которое называется коэффициентом реактивной мощности. В зависимости от характера оборудования коэффициент реактивной мощности может достигать 1,3—1,5.

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

Возникают дополнительные потери активной мощности и энергии во всех элементах системы электроснабжения (активных сопротивлениях), обусловленные загрузкой их реактивной мощностью