Руководство по проведению энергоресурсоаудита в ЖКХ - Устройства компенсации реактивной мощности

Устройства компенсации реактивной мощности

При работе электродвигателей и трансформаторов генерируется реактивная нагрузка, в сетях и трансформаторах циркулируют токи реактивной мощности, которые приводят к дополнительным активным потерям. Для компенсации реактивной мощности, оцениваемой по величине cosj, применяются батареи косинусных трансформаторов и синхронные электродвигатели, работающие в режиме перевозбуждения. Для большей эффективности компенсаторы располагают как можно ближе к источникам реактивной мощности, чтобы эти токи не циркулировали в распределительных сетях и не вносили дополнительные потери энергии.

Необходимо оценить эффективность работы компенсационных устройств, проанализировать влияние изменение cosj на потери в сетях в течение суток (табл.2), подобрать режимы эксплуатации косинусных батарей (рис. 1, табл. 3 ) и при наличии синхронных двигателей, работающих в режиме компенсации реактивной мощности, использовать автоматическое управление током возбуждения.

Реактивная мощность при синусоидальном напряжении однофазной сети равна Q=UI sinj= P tgj, в трехфазной сети - как алгебраическая сумма фазных реактивных мощностей. Уровень компенсируемой мощности Q_к определяется как разность реактивных мощностей нагрузки предприятия Q_п и представляемой предприятию энергосистемой Q_э:

Q_к = Q_п- Q_э = Р (tgj_П - tgj_Э)

Основными источниками реактивной мощности на коммунальных предприятиях являются:

Асинхронные двигатели (45-65%).

Трансформаторы всех ступеней трансформации (20-25%).

Таблица 2. Влияние увеличения cosj на снижение реактивных потерь

Прежний cosj	0,5	0,5	0,6	0,6	0,7	0,7	0,8
Новый cosj	0.8	0,9	0,8	0,9	0,8	0,9	0,9
Снижение тока, %	37,5	44,5	25	33	12,5	22	11
Снижение потерь по сопротивлению,%	61	69	43,5	55,5	23	39,5	21

Таблица 3. Рекомендуемая емкость статических конденсаторов для корректировки единичных асинхронных двигателей

Мощность двигателя (кВт), ~380 В х 3	Статический конденсатор ( кВАр в % мощности двигателя)
1 - 3	50
4 - 10	45
11 - 29	40
30 -	35

Рис.1. Правильная компенсация реактивной мощности электродвигателя

Трансформатор(1), электродвигатель (2) и конденсатор (3). В примере без использования конденсатора нагрузка на трансформатор и электрическую сеть увеличивается из-за реактивной мощности (пунктирная стрелка). Этого можно избежать, как в примере справа, когда только активная мощность (жирная стрелка) влияет на нагрузку.

Перечень мероприятий, позволяющих повысить cosj:

- Увеличение загрузки асинхронных двигателей.

- При снижении до 40% мощности, потребляемой асинхронным двигателем, переключать обмотки с треугольника на звезду. Мощность двигателя при этом снижается в 3 раза.

- Применение ограничителей времени работы асинхронных двигателей и сварочных трансформаторов в режиме, холостого хода (ХХ).

- Замена асинхронных двигателей синхронными.

- Применение технических средств регулирования режимов работы электродвигателей.

- Нагрузка трансформаторов должна быть более 30% номинальной мощности.

Технические средства компенсации реактивной мощности:

- Синхронные электродвигатели в режиме перевозбуждения.

- Комплектные конденсаторные батареи.

- Статические компенсаторы (управляемые тиристорами реакторы или конденсаторы).

Общие требования - компенсаторы должны быть приближены к генераторам реактивной мощности.