Опубликовано в журнале Энергосбережение №1/2003 Рубрика: Электроснабжениеhttp://www.abok.ru/for_spec/articles.php?nid=1967
Компенсация реактивной мощности как средство сокращения затрат
В последние годы наблюдается значительный рост производства и развитие инфраструктуры городов. В связи с этим увеличивается число и мощности электроприемников, использующихся на производствах в основных технологических и вспомогательных циклах, а объекты инфраструктуры применяют все большее количество осветительных аппаратов для рабочего освещения, рекламы и дизайна. Соответственно увеличивается потребляемая электрическая мощность.
В зависимости от вида используемого оборудования нагрузка подразделяется на активную, индуктивную и емкостную. Наиболее часто потребитель имеет дело со смешанными активно-индуктивными нагрузками. Соответственно, из электрической сети происходит потребление как активной, так и реактивной энергии.
Активная энергия преобразуется в полезную – механическую, тепловую и пр. энергии. Реактивная же энергия не связана с выполнением полезной работы, а расходуется на создание электромагнитных полей в электродвигателях, трансформаторах, индукционных печах, сварочных трансформаторах, дросселях и осветительных приборах. Показателем потребления реактивной энергии (мощности) является коэффициент мощности сosj. Он показывает соотношение активной мощности Р и полной мощности S, потребляемой электроприемниками из сети:
сosj = P / S.
Значения коэффициента мощности нескомпенсированного оборудования приведены в табл. 1, а усредненные значения коэффициента мощности для систем электроснабжения различных предприятий – в табл. 2. В оптимальном режиме показатель должен стремиться к единице и соответствовать нормативным требованиям.
Таким образом, видно, что при отсутствии компенсации реактивной мощности потребитель переплачивает за потребление реактивной энергии 30–40% общей стоимости.
Срок окупаемости конденсаторных установок можно оценить следующим образом:
T = З1/(З2 – З3),
где З1 – стоимость конденсаторной установки, руб.; З2 – затраты на электроэнергию без компенсации, руб./мес.; З3 – затраты на электроэнергию при применении конденсаторных установок, руб./мес.
Основы компенсации реактивной мощности
Реактивный ток дополнительно нагружает линии электропередачи, что приводит к увеличению сечений проводов и кабелей и соответственно к увеличению капитальных затрат на внешние и внутриплощадочные сети.
Реактивная мощность наряду с активной мощностью учитывается поставщиком электроэнергии, а следовательно, подлежит оплате по действующим тарифам, поэтому составляет значительную часть счета за электроэнергию.
Наиболее действенным и эффективным способом снижения потребляемой из сети реактивной мощности является применение установок компенсации реактивной мощности (конденсаторных установок). Наглядно это представленно на рисунке.
Использование конденсаторных установок позволяет:
- разгрузить питающие линии электропередачи, трансформаторы и распределительные устройства;
- снизить расходы на оплату электроэнергии;
- при использовании определенного типа установок снизить уровень высших гармоник;
- подавить сетевые помехи, снизить несимметрию фаз;
- сделать распределительные сети более надежными и экономичными.
На практике коэффициент мощности после компенсации находится в пределах от 0,93 до 0,99.
Виды компенсации
Единичная компенсация
предпочтительна там, где:
- требуется компенсация мощных (свыше 20 кВт) потребителей;
- потребляемая мощность постоянна в течение длительного времени.
Групповая компенсация
применяется для случая компенсации нескольких расположенных рядом и включаемых одновременно индуктивных нагрузок, подключенных к одному распределительному устройству и компенсируемых одной конденсаторной батареей.
Централизованная компенсация
Для предприятий с изменяющейся потребностью в реактивной мощности постоянно включенные батареи конденсаторов не приемлемы, т. к. при этом может возникнуть режим недокомпенсации или перекомпенсации. В этом случае конденсаторная установка оснащается специализированным контроллером и коммутационно-защитной аппаратурой. При отклонении значения сosj от заданного значения контроллер подключает или отключает ступени конденсаторов. Преимущество централизованной компенсации заключается в следующем: включенная мощность конденсаторов соответствует потребляемой в конкретный момент времени реактивной мощности без перекомпенсации или недокомпенсации.
При выборе конденсаторной установки требуемая мощность конденсаторов может определяться как
Qc = P • (tgj1 – tgj2),
где tgj1 – коэффициент мощности потребителя до установки компенсирующих устройств; tgj2 – коэффициент мощности после установки компенсирующих устройств (желаемый или задаваемый энергосистемой коэффициент).
P = Ew/T,
где Ew – показания счетчика активной энергии, кВт•ч; Eq – показатель счетчика реактивной энергии, кВАр•ч; T – период снятия показаний счетчиков электроэнергии, ч.
Технико-экономический эффект, ожидаемый в результате применения конденсаторных установок, представлен в табл. 3.
Конденсаторные установки компенсации реактивной мощности
Для реализации задачи компенсации реактивной мощности на стороне 0,4 кВ ЗАО «ЭТМ» рекомендует использовать и предлагает к поставке конденсаторные установки типа УК, УКМ58, УКМ70 и УКМФ71, на стороне 6,3 и 10,5 кВ – установки типа УКЛ(П)-56 производства ЗАО «Электро-интернешнл». Данные конденсаторные установки являются наиболее адаптированными к требованиям российских энергосетей и потребителей. На протяжении длительного срока эксплуатации они зарекомендовали себя как качественное, надежное оборудование, позволяющее решать любые задачи компенсации реактивной мощности.
В зависимости от типоисполнения установки изготавливаются в различном конструктивном исполнении и комплектации (табл.4).
Преимущества установок обуславливаются использованием:
- самовосстанавливающихся сегментированных конденсаторов, что обеспечивает их надежность, долговечность и низкую стоимость при профилактических и ремонтных работах;
- специальных контакторов опережающего включения, увеличивающих срок службы контакторов;
- специальных контроллеров нескольких типов, обеспечивающих автоматическое регулирование cosj, в том числе с возможностью передачи данных на PC и возможностью контроля в сети высших гармоник тока и напряжения;
- индикации при неисправностях;
- фильтра высших гармонических;
- устройства терморегуляции;
- эмалевой или порошковой окраски (по желанию заказчика).
По желанию заказчика возможно изготовление и поставка конденсаторных установок напряжением 0,4 кВ, мощностью до 1 200 кВАр.
Вся продукция имеет соответствующие сертификаты.
ООО «ЭТМ» является официальным представителем завода «Электро-интернешнл» и предлагает услуги по расчету требуемой установки по заданным параметрам, поставке оборудования и отгрузке продукции со склада.
