Любое электрическое оборудование в процессе работы использует энергию. Полная мощность делится на два вида: активная мощность и реактивная мощность.
Причём второй вид не несёт никакой полезной нагрузки, внося при этом дополнительные потери в цепи.
Поэтому последствия реактивной мощности стараются компенсировать, применяя разнообразные технические решения. Прочитав статью, вы узнаете, что это за решения и зачем они нужны.
Определение
Полная мощность определяется по следующей формуле:
Где: Q – реактивная, Р. – активная .
Реактивное напряжение образуется в электрических и магнитных и полях, присущих индуктивной и ёмкостной нагрузке в цепях тока переменного значения.
Когда работает активная, напряжение и ток совпадают. При включении индукции напряжение отстаёт, при ёмкостной нагрузке опережает ток.
Косинус фазного углового сдвига является коэффициентом мощности. Косинус всегда меньше «1», значит, активная нагрузка всегда будет меньше полной. Реактивный ток идёт в направлении, обратном движению активного тока, тем самым создавая препятствие.
Поскольку по кабелям идёт ток полной мощности, то при составлении проектной документации необходимо брать в расчёт расход активной и реактивной нагрузки.
При избыточном значении реактивной мощности придётся наращивать величину сечения проводников, что приведёт к дополнительным тратам.
Вот поэтому и необходима компенсация для уменьшения сетевой нагрузки и улучшения экономических показателей производства.
Когда важен косинус «фи»
Вначале разберёмся, в каких случаях и где нужно компенсировать, для чего необходимо определить источники реактивной нагрузки.
Такими источниками могут быть:
- коллекторные либо асинхронные двигатели, особенно при недостаточной нагрузке в режиме работы;
- электрические механизмы (клапана, магниты, соленоиды);
- электромагнитные устройства коммутации;
- трансформаторы при работе в холостом режиме.
В основе большинства производственных электрических хозяйств находится электрический привод, что влечёт за собой большой расход реактивной мощности, которую предприятия обязаны оплачивать, в отличие от бытовых потребителей. А это от десяти до тридцати процентов от общего счёта за использованное электричество.
Разновидности компенсаторов, принцип работы
Для уменьшения реактивной нагрузки применяют компенсирующие устройства (УКРМ): конденсаторные батареи, синхронные электродвигатели. Поскольку со временем величина реактивной мощности меняется, то компенсаторы бывают следующих видов:
- Без регулировки – конденсаторная батарея, где нет возможности выключения конденсаторов по отдельности для изменения ёмкости.
- Автоматические – уровень компенсации меняется по сетевым характеристикам.
- Динамические компенсаторы – включаются в работу при быстром изменении нагрузки.
С учётом величины реактива в схеме применяется от одного конденсатора до батареи, которые вводятся либо, выводятся из схемы. В этом случае управление бывает:
- С использованием автоматики.
- Полуавтоматы (кнопочный блок с контактами).
- Без управления (включение и отключение происходит вместе с нагрузкой).
Батареи конденсаторов монтируются как на подающих станциях, так и рядом с потребителями (подключение производится к их питающим проводникам).
В этом случае идёт расчёт на компенсацию конкретно каждого силового агрегата, что нередко применяется для электрооборудования в сетях 0.4 кв.
Центральная компенсация применяется или на балансовой сетевой границе, или на подающей подстанции с напряжением 110 киловольт. Хорошо разгружает высоковольтные сети, но плохо саму трансформаторную подстанцию.
Такой вариант компенсировать более экономичный по сравнению с другими способами. При этом разгружается низкая сторона (подключение производится к шинам с уже вторичной трансформаторной обмоткой).
Ещё один вариант – выполнение компенсации при помощи синхронных электродвигателей. Происходит это при работе двигателя в перевозбуждённом режиме. Применяется в линиях шесть и десять тысяч вольт.
Плюсом такого решения является совершение компенсатором полезного функционала (работа мощных компрессорных станций, насосов и так далее).
Заключение
Подведём итоги:
- Задача – разгрузить производственные линии электроснабжения.
- Реактивная мощность оплачивается предприятиями. Частные лица за неё не платят.
- Компенсирующее устройство может состоять из конденсаторных батарей либо для этой цели применяют синхронные электродвигатели.
