Ekonomiczny charakter kompensacji mocy biernej

W przypadku linii technologicznych, działów, warsztatów przedsiębiorstw przemysłowych obciążenia reaktywne z reguły są bardziej aktywne. Pobór mocy biernej przekraczający wartości ekonomiczne prowadzi do obniżenia wydajności wszystkich elementów sieci elektrycznych, dodatkowych strat napięcia i energii. Konsekwencje tego:

• konieczność zwiększenia mocy transformatorów mocy, przekrojów elementów przewodzących,

• wzrost cen energii elektrycznej,

• obniżenie jego jakości, poziomu napięcia i wydajności zelektryfikowanych linii technologicznych oraz innych urządzeń elektrycznych.

W warunkach eksploatacyjnych w celu zmniejszenia poboru mocy biernej stosuje się szereg środków technicznych: wymianę niskoobciążeniowych silników asynchronicznych na mniejsze moce, ograniczenie pracy silnika na biegu jałowym, spawanie transformatorów itp. Takie środki poprawiają działanie sieci, ale nie zapewniają najbardziej ekonomicznych sposobów zasilania i zużycia energii.Osiąga się to poprzez zastosowanie instalacji kompensacyjnych.

Zobacz z wcześniej opublikowanych na stronie: Jak poprawić współczynnik mocy bez kondensatorów kompensacyjnych

Jaki jest sens ekonomiczny kompensacji mocy biernej? W przypadku braku instalacji kompensacyjnych pobierana moc bierna Qm jest maksymalna. Maksymalne i spowodowane przez pobraną moc bierną straty energii, napięcia, maksymalne koszty Zp spowodowane koniecznością kompensacji tych strat (patrz rys. 1).

Ryż. 1. Uzasadnić ekonomiczną istotę zużywanej wartości mocy biernej

Podczas instalowania urządzenia kompensacyjnego zmniejsza się pobór mocy biernej, ale wymaga to poniesienia przez ZKU kosztów zakupu, instalacji, konserwacji urządzenia kompensacyjnego. Redukcja strat energii, poprawa jakości napięcia następuje przez cały okres eksploatacji urządzenia kompensującego, dlatego przy ocenie całkowitych, całkowitych kosztów Z∑ = Зку + Зп, jednorazowe koszty zainstalowania przewodu urządzenia kompensującego do rocznego, pomnożonego przez standardowy współczynnik efektywności.

Przy pewnej wartości mocy biernej Qe całkowite koszty Z∑ okazują się minimalne. Wartość ekonomiczna Qeqap i (lub) odpowiadający jej pobór mocy biernej jest określana (ustawiana) przez organizację energetyczną. Gdy pobór mocy biernej jest równy Qe, zapewniony jest ekonomiczny tryb pracy sieci elektroenergetycznych.

Organizacja energetyczna zachęca do osiągnięcia takiego reżimu poprzez stosowanie obniżonej opłaty za pobór mocy biernej.

Kompensacja mocy biernej i jakość napięcia

Wraz ze wzrostem obciążenia straty napięcia zasilającego w sieciach dystrybucyjnych. Aby je skompensować, napięcie w obszarze podstacji, centrów energetycznych przedsiębiorstw za pomocą transformatorów z przełącznikami obciążenia automatycznie wzrasta, a gdy maleje, zmniejsza się (regulacja przeciwnapięciowa).

W okresach obciążeń pośrednich poziom napięcia jest liniowo zależny od rzeczywistego obciążenia. Głównym obciążeniem przedsiębiorstw przemysłowych są silniki asynchroniczne. Ich pobór mocy biernej gwałtownie rośnie wraz ze wzrostem poziomu napięcia na ich zaciskach, dlatego też w sieciach regulacji napięcia oraz sieciach zasilających i dystrybucyjnych (transformatory z wyłącznikami obciążenia, transformatory podwyższające napięcie, inne środki techniczne) przy braku urządzeń kompensacyjnych w sieciach odbiorczych (deficyt mocy biernej) nie są wydajne.

Przy poborze energii biernej jest to technicznie dopuszczalna granica (powyżej Qp), system elektroenergetyczny nie odpowiada za jakość napięcia. Organizacja energetyczna utrzymuje podczas najwyższego i najniższego czasu ładowania określone w umowie poziomy napięć zainstalowanych tylko wtedy, gdy spełnione są wymagania dotyczące kompensacji, tj. podczas pracy urządzeń kompensacji mocy w sieciach korporacyjnych.

Użytkownikom niskiego napięcia w sieciach o praktycznie jednorodnym obciążeniu niezbędna jakość napięcia jest zapewniona przez przeciwregulację w środku odbiorników mocy oraz prawidłowe ustawienie przełączników transformatorów mocy komercyjnych stacji elektroenergetycznych. Zaleca się, zgodnie z rzeczywistymi obciążeniami, co kwartał sprawdzać iw razie potrzeby regulować położenie przełączników transformatorów mocy. Wszystkie obliczenia są zalecane, gdy Powinno to być wykonywane w sposób zautomatyzowany. W sieciach o znacznej niejednorodności obciążenia baterie kondensatorów służą nie tylko do kompensacji, ale także do regulacji napięcia.