Статья:

Компенсация реактивной мощности для увеличения энергоэффективности электрических сетей

Журнал: Научный журнал «Студенческий форум» выпуск №28(121)

Рубрика: Технические науки

Выходные данные
Гаврилкевич А.В., Галин М.С., Кесельман М.М. Компенсация реактивной мощности для увеличения энергоэффективности электрических сетей // Студенческий форум: электрон. научн. журн. 2020. № 28(121). URL: https://nauchforum.ru/journal/stud/121/76604 (дата обращения: 29.03.2024).
Журнал опубликован
Мне нравится
на печатьскачать .pdfподелиться

Компенсация реактивной мощности для увеличения энергоэффективности электрических сетей

Гаврилкевич Антон Владиславович
студент, Оренбургский государственный университет, РФ, г. Оренбург
Галин Михаил Сергеевич
студент, Оренбургский государственный университет, РФ, г. Оренбург
Кесельман Михаил Михайлович
студент, Оренбургский государственный университет, РФ, г. Оренбург

 

В настоящее время увеличение энергоэффективности электрических сетей является одной из наиболее актуальных задач электроэнергетики. Актуальность обусловлена все большим дефицитом энергетических ресурсов и, как следствие, увеличением их стоимости, а также увеличением объемом потребления электроэнергии.

За последние годы становится все больше потребителей электроэнергии, которые потребляют не только активную, но и реактивную мощность. Реактивная мощность используется для создания электромагнитных полей и, по сути своей, является бесполезной. Реактивная мощность снижает качество электрической энергии, тем самым приводит к увеличению стоимости электрической энергии. Также из-за наличия реактивной мощности в электрических сетях появляются дополнительные потери, происходит перегрев проводов и перегрузка подстанций.

На сегодняшний день основой нагрузкой электрической сети переменного тока являются асинхронные двигатели и распределительные трансформаторы. Из-за того, что приведенные устройства имеют значительную индуктивность, в процессе работы они за счет ЭДС самоиндукции генерируют реактивную мощность, которая распространяется по всей сети. В таком случае снижается коэффициент мощности, здесь необходимо подключение емкостной нагрузки для компенсации индуктивной составляющей.

Существует несколько способов снижения реактивной мощности. Чаще всего встречается применение конденсаторных установок. Преимущество таких установок заключается в том, что они имеют малые потери, просты в наладке и эксплуатации, а также их можно подключить в любую точку электрической сети. Конденсаторные установки могут компенсировать почти любой объем реактивной мощности и, тем самым, снизить общие потери потребителя.

В зависимости от подключения конденсатороной установки возможны несколько видов компенсации.

В случае индивидуальной компенсации индуктивная реактивная мощность компенсируется непосредственно в место ее возникновения, что приводит к разгрузке проводящей линии.

При групповой компенсации, аналогично индивидуальной, для несколько одновременно работающих индуктивных потребителей подключается общий конденсатор, что также приводит к разгрузке проводящих проводов.

Централизованную компенсацию обычно применяют в больших электрических системах с переменной нагрузкой. Здесь определенное количество конденсаторов подключается к главному (групповому) распределительному шкафу.

В качестве элемента коммутации в конденсаторных установках могут использоваться контакторы и тиристоры.

На практике чаще можно встретить контакторные конденсаторные установки в силу простоты использования и более низкой стоимости по сравнению с тиристорными. На крупных предприятиях с резкопеременной нагрузкой контакторные конденсаторные установки малоэффективны из-за недостаточно быстрого срабатывания. Также контакторы имеют ограниченное количество срабатываний.

В свою очередь тиристоры обладают гораздо большим быстродействием, это позволяет выполнять компенсацию реактивной мощности в условиях вышеприведенных предприятий. Тиристоры не имеют ограничений по количеству срабатываний.

Применение конденсаторных установок особенно эффективно на предприятиях, где применяются компрессоры, насосы, станки, сварочные трансформаторы, электрические печи и другие потребители с резкопеременной нагрузкой. К таким предприятиям обычно относят металлургическое, горнодобывающее производство, пищевая промышленность, производство строительных материалов и т.д.

Применение устройств компенсации реактивной мощности позволит нам:

  1. Снизить расходы на электрическую энергию;
  2. Улучшить качество электрической энергии для потребителей;
  3. Уменьшить нагрузку на трансформаторы, тем самым увеличить срок их службы;
  4. Уменьшить на грузку на провода, тем самым уменьшить их сечение;
  5. Уменьшить нагрузку на устройства коммутации.

На наш взгляд, использование установок компенсации реактивной мощности является наиболее приемлемым решением для российских электрических сетей

 

Список литературы:
1. Минин Г.П. «Реактивная мощность», второе издание, переработанное. Изд. «Энергия», Москва, 1978 г.
2. Константинов Б.А., Зайцев Г.З. «Компенсация реактивной мощности» Изд. «Знание», Москва, 1976 г. 
3. Реактивная мощность – еще раз коротко о главном [электронный ресурс]-Режим доступа. - URL: https://www.elec.ru/articles/reaktivnaya-moshnost-eshe-raz-korotko-o-glavnom/