Всем привет! Мои постоянные читатели, вероятно помнят мою статью про реактивную мощность. Там я подробно изложил теорию, откуда она появляется, и как её компенсируют. Рассмотрел и случай на реальном предприятии.
Сегодня открою небольшую тайну. Предприятие, о котором я писал в той статье – это пивзавод! Поэтому давайте попробуем рассмотреть, что такое компенсация реактивной мощности, с этой, освежающей стороны)
Как выглядит реактивная мощность?
Итак, давайте обсудим популярную тему в сфере сбережения электроэнергии – компенсацию реактивной мощности. Пожалуй, лучшей иллюстрации того, что такое реактивная мощность и не придумаешь:
Бокал – это выделенная или полная мощность, пиво – активная, а пена – реактивная мощность.
Она заполняет бокал, но пользы от неё нет. Лучше, если весь бокал будет заполнен пивом, не так ли?
Наглядно процесс образования реактивной мощности, которая возникает при питании электродвигателя, изображен на картинке. Кстати, именно электродвигатели – главные “виновники” появления реактивной составляющей мощности в питающих сетях.
Как решается вопрос снижения «пены»? При помощи устройств для компенсации реактивной мощности: на основе конденсаторов (классическое устройство компенсации реактивной мощности, УКРМ) или специализированных инверторов (Статком или SVG). Компенсатор реактивной мощности УКРМ становятся локальным «источником» компенсационной реактивной мощности, и, тем самым, высвобождают выделенную мощность, поступающую из внешней электросети.
В принципе это всё, что нужно знать о компенсации реактивной мощности, если не погружаться в специфику. Но тут возникают вопросы, связанные с экономическим аспектом внедрения УКРМ, а также особенности совместной работы с другим оборудованием.
Разбор экономических аспектов компенсации реактивной мощности
Экономия на оплате электроэнергии
Во-первых, большинство потребителей – частных, коммерческих и промышленных – не платят за потреблённую реактивную мощность, а платят только за активную, т.е. не за пиво с пеной, а только за пиво. Поэтому снижение реактивной мощности (кВАр) не позволит напрямую снизить плату за активную энергию (кВт).
Во-вторых, промышленные потребители при подключении к электросетям единовременно платят за выделение мощностей – за строительство подстанции и за подведение кабельных сетей. Поэтому если вам нужно много пива, а покупать новый стакан дорого, имеет смысл снизить уровень пены: это мера временная, но действенная.
В-третьих, промышленные потребители платят не только за поставленную мощность, но и за выделенную, т.е. полную мощность, которая измеряется в кВА и состоит из активной и реактивной. Тут тоже актуально снизить полную мощность, скомпенсировав реактивную.
Снижение потерь электроэнергии
Проходя через систему электроснабжения, часть мощности теряется в виде нагрева проводов, трансформаторов и оборудования. Эти потери омические, то есть расходуется активная мощность (кВт). Но следует учесть, что доля потерь во внутренней сети электроснабжения по причине нескомпенсированной реактивной мощности вряд ли достигает единиц процентов. Ими можно пренебречь на фоне изменчивого напряжения в сети питания, провалов напряжения, гармонических искажений, взаимного влияния нелинейной или резко переменной нагрузки и других проблем электросети, которые вызывают нерациональное использование электроэнергии.
Разбор технических аспектов решения
Снижение загруженности электросети
Во-первых, в результате снижения реактивной мощности и уменьшения перетоков энергии между сетью и конечным оборудованием мы получим уменьшение падения напряжения во внутренней электросети. Это важно если на предприятии есть протяжённые кабельные трассы. Как следствие, снизятся суточные колебания напряжения при минимальном и пиковом потреблении.
Однако нужно учесть, что превышение номинала напряжения вызовет проблемы в оборудовании, такие, как ускоренное старение осветительных приборов, а также повышение энергопотребления, но этот вопрос можно решить регулировкой прямо на подстанции.
В целом снижение диапазона колебаний напряжения в течение суток положительно скажется на работе оборудования с точки зрения энергопотребления и ресурса.
Влияние гармоник на работу УКРМ
Во-вторых, подключив классическую установку компенсации реактивной мощности можно столкнуться с проблемой гармоник. Современное силовое и бытовое оборудование в целях повышения энергоэффективности использует импульсные блоки питания. В качестве контрпримера можно привести лампы накаливания и обычные электрические обогреватели, которые, напротив, нельзя назвать энергоэффективными. Импульсные блоки питания потребляют ток из сети не линейно, а импульсно, и, при этом, генерируют помехи обратно в сеть. Форма сигнала отличается от гармонической синусоиды с частотой 50Гц и содержит компоненты с частотой кратной 50 Гц: 150 Гц, 250 Гц, 350 Гц и выше.
Для рабочего элемента классической компенсатора реактивной мощности – конденсатора – это проблема, так как с ростом частоты снижается полное сопротивление и повышается его электрическая мощность. Ток на частоте, выше чем 50 Гц преодолевает меньшее сопротивление и быстрее нагревает конденсатор. В свою очередь это увеличивает уровень высоких гармоник, повышает напряжение в сети, повышает энергопотребление и потери, снижает эффективность работы всей системы электроснабжения. Тут уже стоит говорить не столько об энергоэффективности, а о надежности и безопасности работы электроустановок.
Для устранения этой проблемы современные компенсаторные установки (УКРМ) содержат фильтр низкой частоты, подавляющий гармоники.
Выводы по мифам
Компенсация реактивной мощности как способ экономии оплаты за электроэнергию – вот главный миф, который правдив лишь в некоторых ситуациях. Грубо говоря, если потребители не платят за реактивную мощность, то и экономический эффект от внедрения установки находится на уровне погрешности измерения. В дополнение к этому нужно обратить внимание, где внедряется установка компенсации реактивной мощности, насколько “загрязнена” электрическая сеть. И получается, что при неправильном внедрении вместо экономии возникают дополнительные проблемы.
Поделитесь в комментариях, как решают вопрос компенсации реактивной мощности на вашем предприятии?
Статья предоставлена спонсором – лабораторией качества электроэнергии ZEUSELECTRO www.zeuselectro.com
Лаборатория занимается сложными случаями, там, где некачественная электроэнергия является проблемой. Гармоники, провалы напряжения, пробои изоляции, импульсные помехи и много другое, что доставляет головную боль энергетикам.
Они консультируют, измеряют, внедряют и снова измеряют. Это гарантирует результат.
Главный инструмент в работе лаборатории – Современные анализаторы качества электроэнергии :
- Фиксация параметров качества электроэнергии с частотой от 24кГц в режиме реального времени
- Контроль дифференциальных токов от 5мА и токов протекающие по контурам заземления.
- Программное обеспечение для анализа результатов длительных наблюдений и составления прогнозов надежности электроснабжения.
Специально для тех, кто обратится и сообщит кодовое слово «САМЭЛЕКТРИК» получит дополнительную скидку 5% на услуги и приборы и бесплатный бумажный каталог решений для качества электроэнергии изданный совместно с немецкой компанией Janitza на 400 страницах.
Источник статьи
Если интересны темы канала, заходите также на мой сайт - https://samelectric.ru/ и в группу ВК - https://vk.com/samelectric
Не забываем подписываться и ставить лайки, впереди много интересного!
Объявление
СамЭлектрик.ру продолжает принимать статьи на Конкурс статей 2020 года. Крайний срок - 1 декабря, а условия прошлого года можно почитать тут и тут. Там же - все статьи Конкурса статей и Контакты.
Всем Авторам гарантируются не только призы от спонсора (призовой фонд - 5000 руб), но и широкая огласка и большая популярность в интернете!
Обращение к хейтерам: за оскорбление Автора и Читателей канала - отправляю в баню. Пить пиво.
