Metody kompensacji mocy biernej w systemach zasilania

Moc bierna to część całkowitej mocy, która jest przeznaczona na wspomaganie procesów elektromagnetycznych w obciążeniach, które mają bierne składowe indukcyjne i pojemnościowe.

Sama moc bierna nie jest wykorzystywana do wykonywania żadnej użytecznej pracy, w przeciwieństwie do mocy czynnej, jednak obecność prądów biernych w przewodach prowadzi do ich nagrzewania, czyli strat mocy w postaci ciepła, co zmusza dostawcę energii elektrycznej do dostarczenia użytkownika ze zwiększoną pełną mocą. Tymczasem zgodnie z zarządzeniem Ministerstwa Przemysłu i Energetyki Federacji Rosyjskiej nr 267 z dnia 4 października 2005 r. moc bierna zaliczana jest do strat technicznych w sieciach elektroenergetycznych.

Ale pola elektromagnetyczne zawsze powstają podczas normalnych trybów pracy ogromnej liczby odmian urządzeń elektrycznych: lamp fluorescencyjnych, silników elektrycznych do różnych celów, instalacji indukcyjnych itp.— wszystkie takie obciążenia nie tylko pobierają użyteczną moc czynną z sieci, ale także powodują pojawienie się mocy biernej w rozbudowanych obwodach.

I choć bez mocy biernej wielu odbiorców zawierających namacalne elementy indukcyjne nie mogłoby w zasadzie działać tak, jak tego potrzebują moc bierna jako ułamek mocy całkowitej, moc bierna jest często zgłaszana jako szkodliwe przeciążenie w odniesieniu do sieci elektroenergetycznych.

Uszkodzenie mocy biernej bez odszkodowania

Ogólnie rzecz biorąc, gdy ilość mocy biernej w sieci staje się znacząca, następuje spadek napięcia sieci, jest to stan bardzo charakterystyczny dla systemów elektroenergetycznych z deficytem składnika czynnego — napięcie sieci jest zawsze poniżej wartości nominalnej. A wtedy brakująca moc czynna pochodzi z sąsiednich systemów elektroenergetycznych, w których obecnie wytwarzana jest nadmierna ilość energii elektrycznej.

Ale takie układy, które zawsze wymagają uzupełniania kosztem sąsiadów, w końcu zawsze okazują się nieefektywne, a przecież łatwo mogą stać się sprawne, wystarczy stworzyć warunki do generowania mocy biernej od ręki, w specjalnie przystosowane urządzenia kompensacyjne dobrane do obciążeń czynno-biernych tego systemu elektroenergetycznego.

Faktem jest, że moc bierna nie musi być generowana w elektrowni przez generator; zamiast tego można go uzyskać w instalacja kompensacyjna (w kondensatorze, kompensatorze synchronicznym, w statycznym źródle mocy biernej) umieszczonych w rozdzielni.

Kompensacja mocy biernej jest dziś nie tylko odpowiedzią na pytania o oszczędność energii i optymalizację obciążeń sieci, ale także cennym narzędziem wpływania na ekonomikę przedsiębiorstw. W końcu ostateczna cena każdego wyprodukowanego produktu jest kształtowana między innymi przez zużytą energię elektryczną, która, jeśli zostanie zmniejszona, obniży koszty produkcji. Do takiego wniosku doszli audytorzy i specjaliści ds. energii, co skłoniło wiele firm do kalkulacji i montażu systemów kompensacji mocy biernej.

Aby skompensować moc bierną obciążenia indukcyjnego — wybierz określoną pojemność kondensatorW efekcie moc bierna pobierana bezpośrednio przez sieć maleje, teraz jest pobierana przez kondensator. Innymi słowy, współczynnik mocy konsumenta (z kondensatorem) wzrasta.

Straty czynne wynoszą obecnie nie więcej niż 500 mW na 1 kVar, podczas gdy ruchome części instalacji są nieobecne, nie ma hałasu, a koszty eksploatacji są znikome. Kondensatory mogą być instalowane w zasadzie w dowolnym punkcie sieci elektrycznej, a moc kompensacji dobierana jest indywidualnie. Montaż odbywa się w szafkach metalowych lub w wersji nabiurkowej.

Metody kompensacji mocy biernej w systemach zasilania

W zależności od schematu podłączenia kondensatorów do konsumenta istnieje kilka rodzajów kompensacji: indywidualna, grupowa i scentralizowana.

• Przy indywidualnej kompensacji kondensatory (kondensator) są podłączone bezpośrednio do miejsca występowania mocy biernej, to znaczy własny kondensator (kondensatory) — do silnika asynchronicznego, oddzielnie — do lampy wyładowczej, indywidualnie — do spawarki , kondensator osobisty — do pieca indukcyjnego, do transformatora itp. d. Tutaj przewody zasilające do każdego konkretnego konsumenta są rozładowywane z prądów biernych.

• Kompensacja grupowa oznacza jednoczesne podłączenie wspólnego kondensatora lub wspólnej grupy kondensatorów do kilku odbiorników ze znaczącymi elementami indukcyjnymi. W tym przypadku stała jednoczesna praca kilku odbiorników związana jest z obiegiem całkowitej energii biernej pomiędzy odbiornikami a kondensatorami. Linia dostarczająca energię elektryczną do grupy odbiorców zostanie odciążona.

• Scentralizowana kompensacja polega na instalacji kondensatorów z regulatorem w głównej lub grupowej tablicy rozdzielczej. Regulator w czasie rzeczywistym szacuje aktualny pobór mocy biernej oraz szybko załącza i rozłącza wymaganą ilość kondensatorów. Dzięki temu całkowita moc pobierana przez sieć jest zawsze minimalizowana zgodnie z chwilową wartością wymaganej mocy biernej.

Każda instalacja do kompensacji mocy biernej zawiera kilka gałęzi kondensatorów, kilka stopni, które są formowane indywidualnie dla danej sieci elektrycznej, w zależności od zamierzonych odbiorców mocy biernej. Typowe rozmiary stopni: 5; dziesięć; 20; trzydzieści; 50; 7,5; 12,5; 25 mkw.

Aby uzyskać duże stopnie (100 lub więcej kvar), kilka małych łączy się równolegle.W efekcie zmniejszają się obciążenia sieci, zmniejszają się prądy rozruchowe i towarzyszące im zakłócenia. W sieciach z dużą liczbą wyższych harmonicznych napięcia sieciowego, kondensatory instalacji kompensacyjnych zabezpieczone są dławikami.

Zalety kompensacji mocy biernej

Automatyczne instalacje kompensacyjne dają szereg zalet wyposażonej w nie sieci:

• zmniejszenie obciążenia transformatorów;

• uproszczenie wymagań dotyczących przekroju przewodów; pozwolić na większe obciążenie sieci elektrycznych niż jest to możliwe bez kompensacji;

• wyeliminowanie przyczyn obniżania napięcia w sieci, nawet jeśli użytkownik jest podłączony do długich przewodów;

• zwiększenie sprawności mobilnych generatorów paliw płynnych;

• ułatwić rozruch silników elektrycznych;

• automatycznie zwiększa cos phi;

• usunąć moc bierną z linii;

• odprężające;

• poprawić kontrolę nad parametrami sieci.