компенсация реактивной мощности в электрических сетях

Для чего нужна компенсация реактивной мощности? Во все времена электроэнергия, передаваемая электрическими сетями, требовала оптимального ее использования. Важна не только экономическая выгода, но и максимальная польза от полученных киловатт(мегаватт)-ампер. А полезной является только активная энергия, остальное — балласт, за который еще и платить надо. Поэтому и требуется компенсация потребленной реактивной мощности электроустановками.
Когда-нибудь вчитывались в бирку асинхронного электродвигателя? На ней написано: cos φ = 0,81 (к примеру). То есть, допустим, из электрической сети потреблена максимальная электроэнергия, равная 1000 ВА, на полезную долю приходится 810 Вт. Получается, всего 81 процент пошел в дело. Куда же ушли остальные 19 процентов? Да просто погуляли по железу, раскалили его — пользы никакой, один вред, материальный и физический. Вот и займемся компенсацией нанесенного вреда.
Сначала разберемся в связях между такими понятиями, как

Полная, активная, реактивная мощность

Полная — то, что потребитель забрал из электрической сети. Вычисляется по формулам S=IU=√P2+Q2, измеряется в вольт-амперах (ВА), естественно, с приставками кило- или мега-.
Активная  — электроприемники совершают полезную работу благодаря именно ей. P=IUcosφ=√S2-Q2. Единица измерения — Вт (Ватт).
Реактивная (Q=IUsinφ=√S2-P2=Ptgφ, BAр — вольт-ампер реактивный) — разделяется на две противоположные составляющие — индуктивную Ql и емкостную Qc.
Почему противоположные? Индуктивный ток отстает от активного на 90°, емкостной, наоборот, опережает на тот же угол. В результате между первой и последней образуется 180°. Понятно, что направлены они встречно, толку от каждой в отдельности никакого, мусор. А в тандеме они многое могут: на их основе придумали параллельный и последовательный резонансный контур, играющий важную роль в радиотехнике, электротехнике; встречаясь вместе, съедают друг друга, тем самым осуществляя компенсацию бесполезно использованной энергии электрических сетей.

компенсация реактивной мощности

grf
На рисунке дано графическое изображение связи S, P, Ql и Qc. «Пифагоровы штаны» (S2=P2+Q2) — если кто помнит! Тригонометрия — отношение Р к S есть не что иное, как косинус (cos) угла φ, а Q к P — tg φ. Вот откуда взялись источники математических расчетов.
Теперь смотрите: если увеличить «реактивку», «активку» оставить той же, полная поползет выше (обозначено желтым и синим пунктиром). Значит, повысятся амперы в проводах, придется брать большее сечение. А нам нужны такие нахлебники?!
Другой вариант (зеленый пунктир): компенсация индуктивности обратной, но равной по абсолютному значению емкостью — 100-процентная компенсация реактивной мощности, наклонная синяя линия совместилась с горизонтальной черной, приняв то же положение. Так это же идеально! Но с экономической точки зрения — не совсем. Следует учесть дороговизну устройств компенсации реактивной мощности. Поэтому конденсаторной нагрузкой для компенсации слишком увлекаться не стоит, так можно и до излишней компенсации дойти, когда уже конденсаторы будут паразитировать. Это чаще всего случается при отсутствии переключения секций компенсатора: по окончании работ основные электроприемники отключаются, компенсация ничтожна, и уже компенсатор начинает поедать кВАры.
С чисто емкостной нагрузкой вряд ли когда-нибудь встретитесь, но без индуктивности еще никто никогда не обходился, даже провода обладают этим свойством. Как говорится, хочешь есть мясо — смирись с грязью. В нашем случае одна грязь будет частично уничтожать другую, насколько позволят технико-экономические расчеты. Я имею в виду применение конденсаторной установки для компенсации.
О  расчетах норматива компенсации читайте на следующей странице.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Spam protection by WP Captcha-Free