Компенсация реактивной мощности — источники реактивной мощности

Для генерирования реактивной мощности используются: генераторы, компенсаторы и синхронные двигатели, а также конденсаторные батареи (конденсаторы). Синхронные генераторы, расположенные на электростанциях, являются естественным источником реактивной мощности с высокой мощностью и низкими издержками производства. Концентрация электростанций вблизи источников природных ресурсов, необходимых для их снабжения, приводит к тому, что реактивная мощность передается на значительные расстояния для конечных потребителей, что является неэкономичным и вызывает технические трудности. Синхронные компенсаторы обычно имеют мощность от десятка до нескольких десятков Мвар. Они могут быть установлены в больших центрах реактивной мощности. Инвестиционные расходы, связанные с установкой компенсаторов, зависят от их мощности — чем мощнее машина, тем ниже ее стоимость. Однако большие потери активной мощности в синхронных компенсаторах делают менее рентабильными для производства реактивной энергии по сравнению с конденсаторами. Синхронные двигатели являются экономически более выгодным источником реактивной мощности. Условие рентабельности — это его работа под нагрузкой, когда двигатель работает, а не когда машина работает без механической нагрузки.

Из приведенных выше емкостных методов конденсаторные установки обычно являются наиболее экономичным источником реактивной мощности. В то же время у них есть много ценных преимуществ, например: 

  • возможность установки практически в любом месте сети;
  • они могут быть подключены как к сетям низкого и среднего напряжения, так и к высоковольтным сетям, а также устанавливаться в помещении или на открытом воздухе и не требуют специальных фундаментов;
  • легко адаптировать размер установки к существующему спросу: вы можете установить, например, один конденсатор мощностью менее 1 квар или батарею, состоящую из многих конденсаторных блоков с общей мощностью даже 100 Мвар;
  • очень низкие потери активной мощности;
  • простая сборка и мало трудоемкое обслуживание.

Вышеупомянутые преимущества конденсаторов позволяют устанавливать их вблизи нагрузок в качестве источников, адаптированных к существующей потребности в реактивной мощности в данной точке сети. Таким образом, почти избегая передачи реактивной мощности, можно реализовать экономически выгодную идею местной генерации этой мощности в большом количестве распределенных источников, которые представляют собой конденсаторы, установленные как на промышленных предприятиях, так и в профессиональных сетях электроснабжения.

Способы компенсации реактивной мощности

Компенсация реактивной мощности в энергосистеме состоит в объединении приемников энергии, так что характер сети соответствует требованиям для поддержания правильных параметров сети. Вообще говоря, неблагоприятный коэффициент мощности, возникающий из-за большой доли индуктивных нагрузок, может быть ограничен (компенсирован) за счет включения емкостных приемников в сеть (или наоборот в случае доминирования емкостных нагрузок). Идея компенсации реактивной мощности в электрической сети является схематической иллюстрацией чертежа.

На практике существует два способа компенсации реактивной мощности в электрических сетях: естественный метод улучшения параметров сети и искусственный способ ее компенсации. Для силовых сетей с небольшим количеством индуктивных нагрузок естественный метод может быть достаточным для поддержания определенных параметров сети, особенно когда эти требования малы. В больших, больших и сложных электрических сетях этот метод компенсации уже недостаточен, и для улучшения параметров сети необходимо использовать искусственные методы.

Естественные методы компенсации включают в себя: выбор двигателей с соответствующей мощностью и замену недогруженных двигателей на более мелкие, избегая холостого хода двигателей и трансформаторов, отключение технологических приемников (например, трансформаторных сварочных аппаратов во время разрывов сварки), установка синхронных двигателей вместо асинхронных двигателей.

Методы искусственной компенсации включают в себя установку банков конденсаторов, использование вращающихся компенсаторов и перевозбуждение асинхронных двигателей.

Что касается масштабов компенсационных мер и способов их реализации, можно выделить три типа компенсации: индивидуальную, групповую и центральную.

Индивидуальная компенсация реактивной мощности применяется только к отдельным устройствам (индуктивные приемники) и не может использоваться для компенсации всей сети. Теоретически это было бы возможно, но из-за множества требуемых единиц компенсации оно должно быть исключено. Использование этого метода ограничивается только балансировкой реактивной мощности больших индуктивных выходов. Обычно для компенсации такого типа используются нерегулируемые батареи.

Групповая компенсация применяется для улучшения параметров определенных частей сети и относится к группе устройств (например, нагрузки, поставляемые с одного распределительного устройства). Это наиболее часто используемый метод при использовании автоматических батарей, управляемых контроллерами реактивной мощности.

Центральная компенсация — его задача получить правильные параметры сети, воспринимаемые со стороны питания (по соединениям), но она не используется для правильного баланса всей внутренней сети. Он включает использование одного компенсационного устройства для всей станции или распределительной станции. Благодаря этому суммарная реактивная мощность, необходимая для установки, минимизируется, а при использовании автоматического регулирования значение коэффициента мощности остается на уровне, близком к данному. Каждый из методов компенсации реактивной мощности может использоваться для балансировки энергосистемы, но их эффективность варьируется. Каждый из них должен отвечать определенным условиям. Выбор правильного определяется, среди прочего: количеством приемников, присутствующих в сети и требующих компенсации, количеством подключений, для которых должны быть соблюдены договорные условия, необходимый уровень баланса сложности сети и протяженности сети, расположение возможности системы компенсации и возникновения высших гармоник в сети питания и их уровень. Принимая во внимание правильную компенсацию всей внутренней сети, поддерживая условия соединения и ограничивая потери при передаче, возможно применять смешанную компенсацию, также при разных уровнях напряжения.


Оставьте первый комментарий

Оставить комментарий

Ваш электронный адрес не будет опубликован.


*