Компенсация реактивной мощности, как средство сокращения затрат.

Статья подготовлена специалистами ЗАО "ЭТМ"

В последние годы наблюдается значительный рост производства и развитие инфраструктуры городов. В связи с этим на производствах увеличиваются число и мощности электроприемников, используемых в основных технологических и вспомогательных циклах, а объекты инфраструктуры применяют все большее количество осветительных аппаратов, используемых 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 полезные - механическую, тепловую и прочие энергии. Реактивная же энергия не связана с выполнением полезной работы, а расходуется на создание электромагнитных полей в электродвигателях, трансформаторах, индукционных печах, сварочных трансформаторах, дросселях, осветительных приборах. Показателем потребления реактивной энергии (мощности) является коэффициент мощности Cos j. Он показывает соотношение активной мощности Р и полной мощности S, потребляемой электроприемниками из сети.Cos j = P/S Значения коэффициента мощности нескомпенсированного оборудования приведены в таблице 1. Усредненные значения коэффициента мощности для систем электроснабжения различных предприятий приведены в таблице 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 сумму в размере около 30-40% от общей стоимости.

 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 можно представить следующим графическим изображением.
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. Срок окупаемости конденсаторных установок можно оценить, как:

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. 

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 перекомпен-
сации. В этом случае конденсаторная установка оснащается специализированным контроллером и коммутационно-защитной аппаратурой. При отклонении значения Cos j от заданного значения контроллер подключает или отключает ступени конденсаторов. Преимущества централизованной компенсации заключаются в следующем:включенная мощность конденсаторов соответствует потребляемой в данный 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 омпенсирующих устройств;

tgj2 - коэффициент мощности после установки компенсирующих устройств (желаемый или задаваемый энергосистемой коэффициент). 

Конденсаторные установки компенсации реактивной мощности

Для реализации задачи компенсации реактивной мощности в сети 0,4 кВ ЗАО "ЭТМ" рекомендует использовать и предлагает к поставке конденсаторные установки типа УК, УКМ 58, УКМ 70 и УКМФ 71, в сети 6,3 и 10,5 кВ - установки типа УКЛ(П) 56 производства ЗАО "Электроинтернешнл". 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. 3). Преимущества установок обуславливаются следующим:

- самовосстанавливающимися сегментированными конденсаторами, что обеспечивает их надежность, долговечность и низкую стоимость при профилактических и ремонтных работах;

- специальными контакторами опережающего включения, увеличивающими срок службы контакторов;

- специальными контроллерами нескольких типов, обеспечивающих автоматическое регулирование Cos j, в том числе с возможностью передачи данных на PC и возможностью контроля в сети высших гармоник тока и напряжения;

-индикацией при неисправностях;

-фильтром высших гармонических составляющих;

-устройством терморегуляции;

-эмалевой или порошковой окраской (по желанию заказчика).

По желанию заказчика возможно изготовление и поставка конденсаторных установок напряжением 0,4 кВ, мощностью до 1200 кВА. Вся продукция имеет соответствующие сертификаты. ЗАО "ЭТМ" является официальным представителем завода "Электро-интернэшнл" и предлагает услуги по расчету требуемой установки по заданным параметрам, поставке оборудования и отгрузке продукции со склада непосредственно в вашем регионе.