Источники реактивной мощности в электросетях
Реактивная мощность – это составляющая полной мощности, которая в зависимости от схемы, параметров, характеристик и режима работы электрической цепи становится причиной дополнительной потери электрической энергии, а также снижения ее качества.
Источниками реактивной мощности могут быть любые устройства и приборы, которые целенаправленно могут оказывать влияние на баланс реактивной мощности в электрической цепи. Данное воздействие может достигаться за счет уменьшения или увеличения потребляемой или генерируемой реактивной мощности. Эти устройства и приборы обязательно регулируемые, у которых мощность изменяется дискретно, вручную или автоматически. Главный параметр регулировки источника реактивной мощности - напряжение в точке его подключения к сети или реактивная мощность нагрузки. В электрических сетях источники реактивной мощности применяются при напряжении от 110 кВ и выше.
Назначение и компоненты компенсации реактивной мощности
Компенсация реактивной мощности – это воздействие на баланс реактивной мощности в узле сети с целью регулировки напряжения.
Компенсация реактивной мощности в электросетях осуществляется при помощи специальных компенсирующих устройств. Данный процесс актуален для крупных промышленных предприятий, на которых основными приемниками электрической энергии являются асинхронные двигатели. Мероприятия по компенсации реактивной мощности становятся причиной:
- Снижения расходов на электрическую энергию.
- Снижения нагрузок на трансформаторы, что способствует увеличению их срока службы.
- Отсутствия штрафов за снижение качества поставляемой электрической энергии.
- Возможности использования кабелей и проводов с меньшим сечением (из-за снижения нагрузок на них).
- Снижения нагрузки на коммутирующую аппаратуру.
- Увеличения качества электрической энергии (благодаря снижению искажения формы напряжения).
Основными компонентами процесса компенсации реактивной мощности в электрических сетях являются:
- Источники реактивной мощности. Катушки индуктивности применяются в качестве источника реактивной мощности, в том случае, когда у нее емкостный характер. Конденсаторы используются, если у реактивной мощности индуктивный характер.
- Регуляторы реактивной мощности. Данные устройства поддерживают и измеряют величину cosф на установленном уровне посредством выдачи команд на исполнительном устройстве, без участия оператора. В состав такого регулятора входит процессор, который контролирует уровень гармоник, напряжение, температуру, состояние конденсаторов, а также обеспечивает аварийное отключение в случае необходимости.
- Коммутационные устройства. Эти устройства подключают и отключают источники реактивной мощности в таком количестве, которое необходимо для нормальной работы системы. В качестве коммутационных устройств используются вакуумные контакторы, конденсаторные электромагнитные контакторы, тиристорные контакторы.
- Антирезонансные дроссели, которые применяются для увеличения уровня гармоник.
- Защитные устройства, обеспечивающие отключение конденсаторов.
Компенсирующие устройства
Компенсирующие устройства представляют собой установки для компенсации индуктивной и емкостной составляющей переменного тока. Они делятся на устройства для компенсации реактивной мощности, которая потребляется нагрузками и в составляющих энергосистемы (батареи конденсаторов, синхронные компенсаторы и т.п.) и на устройства, задачей которых является компенсация реактивных параметров линий (реакторы). Самыми распространенными компенсирующими устройствами являются: синхронные компенсаторы, синхронные двигатели, конденсаторные установки.
Синхронный двигатель представляет собой пассивной компенсации реактивной мощности. То есть использование данных устройств способствует снижению реактивной мощности, что в свою очередь способствует снижению расходов на процесс компенсации, но увеличивает расходы на их ремонт и обслуживание. Синхронный компенсатор является синхронным двигателем облегченной конструкции, работающим на холостом ходу. В случае работы в режиме перевозбуждения, он представляет собой генератор реактивной мощности, в режиме недовозбуждения синхронный компенсатор является потребителем реактивной мощности. При его работе из сети потребляется активная мощность, которая составляет примерно 2-4 % от номинальной реактивной.
Конденсаторные установки используются в качестве дополнительного источника реактивной мощности, задачей которых является обеспечение потребителей реактивной мощностью сверх количества, получаемого от энергосистемы и синхронных двигателей предприятия. Их преимущества использования в качестве компенсатора реактивной мощности заключаются в низких потерях активной мощности, отсутствии движущихся частей. К недостатка можно отнести отсутствие возможности плановой регулировки реактивного сопротивления.
