Наше предприятие гарантирует наличие полного пакета лицензий на производство работ, безусловное, своевременное и качественное выполнение договорных обязательств
Выполнено более 150 объектов

Системы компенсации реактивной мощности

Электрические установки переменного тока, в состав которых входят такие приемники электроэнергии, как трансфор-маторы, электродвигатели, электросварочные аппараты, силовая электроника и т. д., и особенно приемники, в которых имеется сдвиг фаз между током и напряжением, потребляют электроэнергию, которая называется «полной энергией» (E app).

Эта энергия обычно измеряется в киловольт-ампер-часах (кВАч). Ей соответствует полная мощность S (кВА). Данная энергия может быть представлена в виде двух составляющих:

  • Активная энергия (Ea): измеряется в киловатт-часах (кВтч). Она преобразуется приемниками в механическую работу и тепло. Активной энергии соответствует активная мощность P (кВт).
  • Реактивная энергия (Er): измеряется в киловар-часах (кварч). Она расходуется на создание магнитных полей в обмотках электродвигателей и трансфор-маторов, необходимых для работы этих устройств. Реактивной энергии соответствует реактивная мощность Q (квар). В отличие от активной, реактивная энергия «бесполезна» для потребителя.

По определению, коэффициент мощности (или cos φ) электрического устройства равен отношению активной мощности P (кВт) к полной мощности S (кВА), и принимает значения от 0 до 1.

Таким образом, по коэффициенту мощности можно судить о количестве реактивной энергии, потребляемой электрическими устройствами.

  • Если коэффициент мощности равен 1, то потребляемая устройством реактивная энергия равна нулю (чисто активная нагрузка).
  • Если коэффициент мощности меньше 1, то потребляемая устройством реактивная энергия не равна нулю, причем, чем ниже коэффициент, тем больше потребляемая реактивная энергия. Для чисто индуктивной нагрузки коэффициент мощности равен 0.

Для отдельных цехов, подключенных к одной и той же сети электропитания, коэффициент мощности может быть разным. Это зависит от типа используемых электроустановок и режима их работы (частичная или полная нагрузка и т. п.).

Счетчики электроэнергии измеряют потребляемую активную и реактивную энергию, поэтому поставщики электроэнергии используют при выставлении потребителям счетов за электричество не cos φ, а tg φ.

Тангенс (tg φ) равен отношению реактивной энергии Er (кварч) к активной энергии Ea (кВтч), потребленных за один и тот же период времени. Очевидно, что, в отличие от cos φ, чем меньше tg φ, тем меньше потребление реактивной энергии.

Хороший коэффициент мощности позволяет оптимизировать работу электроустановки и обеспечивает следующие преимущества:

  • бесплатное получение реактивной энергии потребителем;
  • уменьшение количества потребленной энергии в кВА;
  • уменьшение активных потерь в кабелях благодаря снижению тока, потребляемого электроустановкой;
  • повышение стабильности напряжения для потребителя;
  • снижение потерь электроэнергии в силовом трансформаторе, к вторичной обмотке которого подключено компенсирующее устройство.

Коэффициент мощности электроустановки можно повысить, если установить в цепи дополнительный источник реактивной энергии, компенсирующий реактивную энергию основной нагрузки. Источниками реактивной энергии могут служить различные устройства, но наиболее распространенными являются фазокомпенсаторы и шунтирующие конденсаторы (параллельно подключенные), или последовательно подключенные конденсаторы в линиях электропередачи. Наиболее часто применяются конденсаторы, поскольку они:

  • не потребляют активной энергии;
  • имеют низкую стоимость;
  • просты в эксплуатации;
  • имеют длительный срок службы;
  • почти не нуждаются в техническом обслуживании (в связи с отсутствием движущихся частей).

Конденсатор представляет собой приемник электроэнергии, состоящий из двух обкладок (электродов), разделенных диэлектриком. Когда на конденсатор подается синусоидальное напряжение, то между током и напряжением возникает сдвиг фаз (ток опережает напряжение на 90°), и генерируется соответствующая емкостная реактивная мощность. Все остальные приемники электроэнергии (электродвигатели, трансформаторы и т. п.) вносят противоположный сдвиг фаз между током и напряжением (ток отстает от напряжения на 90°), при этом генерируется соответствующая индуктивная реактивная мощность. При сложении векторов индуктивной и емкостной реактивной мощности (или соответствующих токов) получается результирующая реактивная мощность (или ток), значение которой меньше, чем до установки конденсаторов. Проще говоря, индуктивные приемники (электродвигатели, трансформаторы и т. п.) потребляют реактивную энергию, а емкостные приемники (конденсаторы) генерируют реактивную энергию.

Системы компенсации реактивной мощности Системы компенсации реактивной мощности