Компенсация реактивной мощности

 

     Принципы коррекции коэффициента мощности

Для рационального использования электроэнергии требуется обеспечить экономичные способы ее генерации, передачи и распределения с минимальными потерями. Для этого необходимо исключить из электрических сетей все факторы, приводящие к возникновению потерь. Одним из таких факторов является запаздывание фазы протекающего тока при наличии индуктивной нагрузки, поскольку нагрузки в промышленных и бытовых электросетях носят обычно активно индуктивный характер. Назначение систем коррекции коэффициента мощности состоит в компенсации суммарного фазового сдвига путем внесения опережения по фазе в некоторых узлах сети. Это приводит к уменьшению протекающего по сетям тока и соответственно к снижению паразитных активных потерь в проводниках и распределительном оборудовании. Необходимое опережение по фазе создается за счет подключения параллельно питающей сети специальных корректирующих конденсаторов. Для максимальной эффективности цепи коррекции она должна подключаться как можно ближе к индуктивной нагрузке. Системы коррекции коэффициента мощности уменьшают реактивную составляющую тока, протекающего по сетям питания. При изменении характера нагрузки необходимо соответствующим образом перенастроить и цепи коррекции. Для этого обычно используются системы автоматической коррекции, которые осуществляют ступенчатое подключение или отключение отдельных корректирующих конденсаторов.

Преимущества коррекции коэффициента мощности

  1. Период окупаемости от 8 до 24 месяцев за счет снижения стоимости электроэнергии. Коррекция уменьшают реактивную мощность в системе. Уменьшается потребление электроэнергии и пропорциональ но снижается ее стоимость.
  2.  Эффективное использование сетей. Высокий коэффициент мощности означает более эффективное использование распределительных сетей (большая полезная мощность протекает при той же суммарной мощности).
  3.  Повышенная стабильность напряжения.
  4.  Меньшее падение напряжения.
  5.  Оптимальная конструкция кабеля. За счет снижения протекающего тока может быть уменьшено поперечное сечение кабеля. Либо в существующих системах по кабелю неизменного сечения может быть передана дополнительная мощность.
  6.  Снижение потерь при передаче электроэнергии. Передающие и коммутирующие приборы работают с меньшим значением тока. Соответственно снижаются и омические потери.

      

       Ключевые компоненты


Конденсатор

Конденсаторы коррекции коэффициента мощности создают необходимое опережение по фазе протекающего тока, которое компенсирует отставание по фазе в цепях с индуктивной нагрузкой. Конденсаторы для цепей коррекции коэффициента мощности должны выдерживать большие пусковые токи (> 100·IR), возникающие при коммутации конденсаторов. При параллельном подключении конденсаторов в батарее пусковые токи становятся еще выше (> 150·IR), поскольку пусковой ток протекает не только от цепей питания, но и от подключенных параллельно конденсаторов.

Контроллер

Современные контроллеры коррекции коэффициента мощности строятся на основе микропроцессоров. Микропроцессор анализирует сигнал от трансформатора тока и подает команды на управление батареями конденсаторов, подключая или отключая отдельные конденсаторы или целые батареи. Интеллектуальное управление корректирующими конденсаторами позволяет не только обеспечить максимально полную загрузку батарей конденсаторов, но и минимизировать количество операций по коммутации и таким образом оптимизировать срок службы батареи конденсаторов.

Коммутирующее устройство

Электромеханическое или электронное коммутирующее устройство используется для коммутации конденсаторов в стандартных системах коррекции или конденсаторов и дросселей в расстроенных системах. Коммутация в силовых цепях осуществляется либо при помощи механических контактов либо за счет использования полупроводниковых приборов. Электронная коммутация предпочтительнее, особенно при необходимости осуществления быстрой коммутации в системах динамической коррекции.

 

        Дроссель (компенсационный или фильтрующий)

В сетях распределения электроэнергии часто присутствуют гармонические искажения, вызванные использованием современных электронных приборов, создающих нелинейную нагрузку. Такими приборами могут быть, например, управляемые электроприводы, источники бесперебойного питания, электронные балласты и т. д. Гармоники могут быть опасны для конденсаторов в цепях коррекции, особенно если конденсаторы работают на резонансной частоте. Включение дросселя последовательно с корректирующим конденсатором позволяет несколько отстроить частоту последовательного резонанса в системе и избежать её возможного повреждения. Особенно критичными являются 5&я и 7&я гармоники (250 и 350 Гц в сети 50 Гц). Расстроенные банки конденсаторов позволяют снизить гармонические искажения в цепях питания.

Предохранитель

В качестве устройств защиты от короткого замыкания могут использоваться плавкие или автоматические электромагнитные предохранители.

  1.  Плавкие предохранители не защищают конденсаторы от перегрузки. Они служат только для защиты от короткого замыкания.
  2.  Ток срабатывания плавкого предохранителя должен превышать номинальный ток конденсатора в 1.6...1.8 раза.

 

 

СХЕМА КОРРЕКЦИИ КОЭФФИЦИЕНТА МОЩНОСТИ

 

 

 

 

 
назад
Склад 03-04-2017