Блог
Компенсация реактивной мощности, теория
ТЕОРИЯ. ПРОБЛЕМА ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЯ И ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТИ
По данным ведущих экспертов, доля стоимости энергоресурсов в себестоимости продукции для различных видов производств может достигать 40%. Это означает, что в условиях постоянно усиливающейся конкурентной борьбы и растущих цен, для успешного функционирования производственных компаний необходимо повышение энергоэффективности. В сегодняшней экономической ситуации отказ от этого как минимум затруднит дальнейшее развитие предприятия. Важность данного вопроса подтверждают и законодательные требования к энергопотребителям, изложенные в Федеральном законе от 23 ноября 2009 г. № 261-ФЗ «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности». Таким образом, имеется несколько весомых аргументов, заставляющих серьезно задуматься о выработке методики энергосбережения.
РЕАКТИВНАЯ МОЩНОСТЬ
Одним из способов энергосбережения и повышения энергоэффективности является решение проблемы реактивной энергии. Реактивная мощность – это часть полной мощности, которая служит для перемагничивания сердечников электродвигателей, трансформаторов и дросселей. Единицу измерения реактивной мощности называют вольт ампер реактивный (вар), а показателем ее потребления принято считать «косинус φ» – отношение активной мощности к полной.
Cos φ = P/S
φ - угол между фазами тока и напряжения
Р - активная мощность
S -полная мощность
Q - реактивная мощность
На рисунке показаны направления векторов мощностей. Значение реактивной мощности (Q) зависит от значения угла φ.
ЗАЧЕМ КОМПЕНСИРОВАТЬ
Несмотря на то, что реактивная энергия нужна для создания магнитных полей, она не преобразуется ни в какие другие виды энергии, постоянно циркулируя в виде двусторонних потоков (перетоков) между потребителем и генератором. В результате происходит бесполезный нагрев кабелей, сердечников трансформаторов и других токопроводящих устройств, что приводит к потерям активной энергии и ускоренному старению изоляции. Перетоки также создают дополнительную загрузку передающих сетей и электростанций, что ведет к повышенным затратам на производство, передачу и распределение электроэнергии. В этой связи сетевые организации стремятся сократить свои расходы. Основывая свои требования на Приказе Минпромэнерго № 49 от 22.02.2007 г. «О Порядке расчета значений соотношения потребления активной и реактивной мощности...», они обязывают потребителей использовать в своих сетях индивидуальные компенсаторы реактивной энергии.
РЕШЕНИЕ ПРОБЛЕМЫ
Во всем мире наиболее выгодными и удобными в эксплуатации компенсаторами реактивной мощности принято считать конденсаторные установки (КРМ). Эти устройства позволяют не только выполнить требования снабжающих организаций, но и значительно улучшить качество электрической энергии в сети предприятия за счет снижения нагрузки на силовой трансформатор и распределительное оборудование. Конденсаторные установки являются одновременно и накопителями, и локальными источниками реактивной энергии, благодаря чему устраняют ее перетоки, как показано на рисунке ниже.
Таким образом, после внедрения компенсаторов в сеть сокращается потребление полной энергии, устраняются ненужные потоки реактивной мощности и повышается показатель сos φ.
ЭФФЕКТ ОТ ВНЕДРЕНИЯ КРМ
Обобщая все преимущества использования КРМ, в том числе вышеперечисленные, следует отметить, что применение конденсаторных установок нашего завода позволяет:
- уменьшить загруженность сети и увеличить ее надежность;
- избежать штрафов со стороны снабжающей организации за несоблюдение коэффициента мощности (cos φ);
- выполнить требования законодательства по повышению энергоэффективности;
- снизить расходы на электроэнергию (снижение потребления до 100 % реактивной части + до 5 % активной);
- разгрузить силовой трансформатор и ВРУ;
- поднять напряжение в линии;
- высвободить дополнительные резервы для увеличения мощностей благодаря разгрузке трансформатора;
- снизить уровень опасных высших гармоник в сети (для этой цели используются фильтровые конденсаторные установки либо фильтр гармоник);
- не допустить перегрева изоляции и использовать проводники меньшего сечения;
- устранить ложные срабатывания устройств защиты;
- облегчить пуск энергоемкого оборудования.
