Компенсация реактивной мощности, как средство сокращения затрат

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 недо- компенсации.

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).
где
Ew - показания счетчика активной энергии, кВт·ч;
Eq - показатель счетчика реактивной энергии, кВАр·ч;
T - период снятия показаний счетчиков электроэнергии, час.

В результате применения конденсаторных установок ожидается следующий технико-экономический эффект:

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.

Статья подготовлена специалистами ЗАО "ЭТМ"

Источник: