Реактивная энергия. Компенсация реактивной мощности (КРМ)

Компенсация реактивной мощности, в настоящее время, является значительным фактором, позволяющим решить вопрос энергосбережения практически на любом предприятии.

Электрические  устройства, работающие от переменного тока, и которые преобразуют электрическую энергию в механическую работу и тепло, для своей работы используют  вид энергии, которая  называется «активной» (эл. печи, лампы накаливания и т.п.).

Основные потребители, вырабатывающие реактивную мощность (индуктивная нагрузка):

• асинхронные электродвигатели, вырабатывают до 40% всей реактивной мощности;
• дроссели розжига ламп дневного света;
• электрические печи вырабатывают до 8%;
• преобразователи до10%;
• трансформаторы всех ступеней трансформации до 35%;
• линии электропередач до 7%.

Все эти устройства  связаны с другой формой энергии — «реактивной».

Так все же откуда берется реактив?

В электрических машинах переменный магнитный поток связан с обмотками. Вследствие этого в обмотках, при протекании переменного тока, индуктируются реактивные э.д.с. обуславливающие сдвиг по фазе (φ) между напряжением и током. Этот сдвиг по фазе не является постоянной величиной. При снижении нагрузки на двигатель, косинус фи  уменьшается, при увеличении нагрузки растет и косинус фи.

   Например, если косинус фи двигателя переменного тока при полной нагрузке составляет 0,75-0,80, то при малой нагрузке он уменьшится до 0,20-0,40

Реактивная мощность и энергия ухудшают показатели работы энергосистемы, то есть загрузка реактивными токами эл.сетей приводит к:

– увеличению расхода топлива (потреблению эл.энергии);

– снижает реальные мощности питающих трансформаторов;

– увеличению потерь в подводящих сетях и приемниках;

– увеличению падения напряжения в сетях.

– дополнительной нагрузке линии электропередачи – т.е. к увеличению сечений кабелей и снижению возможностей по подключению потребителей.

Пример: Имеется смонтированный кабель, подключенный к сети переменного тока 400В и питающий потребителей с суммарной мощностью 500кВт. В данной сети имеется существенное наличие индуктивной нагрузки (эл. двигатели, трансформаторы, индукционные печи), что приводит к снижению косинуса фи до 0,6. При таких условиях ток, проходящий через кабель, будет равен 1203А. Если в этой же сети с помощью установки КРМ повысить  косинус до 1,0, то ток, протекающий по кабелю, уменьшиться до 722А. Соответственно появляется возможность  дополнительного подключения потребителей к данному кабелю. Что в свою очередь убирает  затраты связанные с монтажом дополнительного питающего кабеля.

Из выше сказанного видно, что наличие реактивной мощности является паразитным фактором, с неблагоприятным воздействием на всю сеть в целом.

Реактивная мощность наряду с активной мощностью подлежит оплате по действующим тарифам, поэтому составляет значительную часть счета за электроэнергию. При отсутствии компенсации реактивной мощности потребитель переплачивает за потребление реактивной энергии 30–40% общей стоимости.

Наиболее действенным и эффективным способом снижения потребляемой из сети реактивной мощности является применение установок КРМ (конденсаторных установок).

Использование конденсаторных установок для компенсации реактивной мощности позволяет:

• разгрузить питающие линии электропередачи, трансформаторы и распр. устройства;
• снизить расходы на оплату электроэнергии
• подавить сетевые помехи (с установкой дросселей), снизить несимметрию фаз;
• сделать распределительные сети более надежными и экономичными.