12) Средства компенсации реактивной мощности. Средства компенсации реактивной мощности.

            Термин «Компенсация реактивной мощности» на практике означает реализацию комплекса мер, который позволяет добиться потребления реактивной мощности питающей сети с помощью средств, позволяющих повысить соотношение полезной активной мощности и реактивной.

К средствам компенсации реактивной мощности принято относить:

Конденсаторные батареи.

Синхронные двигатели.

Шунтирующие реакторы.

Фильтры высших гармоник.

Статические тиристорные компенсаторы.

Конденсаторные батареи наиболее распространены на промышленных предприятиях и предназначены для выработки и передачи в систему реактивной ёмкостной мощности. Конденсаторы рассчитаны на рабочее напряжение: 220, 380, 660,  6300 и 10500 В, изготавливаются в однофазном и трёхфазном исполнении для внутренней и наружной установки. Их широкое повсеместное применение обусловлено значительными преимуществами по отношению к другим средствам компенсации реактивной мощности:

-          малые удельные потери активной мощности;

-          отсутствие вращающихся частей;

-          простота монтажа и эксплуатации;

-          возможность установки около отдельных электроприёмников;

-          относительно низкая стоимость;

-          малая масса.

К недостаткам конденсаторных батарей можно отнести:

-          пожароопасность;

-          наличие остаточного заряда, что снижает безопасность при обслуживании;

-          чувствительность к перенапряжению и броскам тока;

-          реализация только ступенчатого регулирования мощности.

Синхронные двигатели, при увеличении тока возбуждения выше номинального значения, могут вырабатывать реактивную мощность – это свойство и позволяет их использовать как средство компенсации реактивной мощности.  Магнитное поле, необходимое для работы синхронного двигателя, как правило, создаётся от отдельного источника постоянного тока – возбудителя. Поэтому в нормальных условиях синхронный двигатель почти  не потребляет из сети реактивной мощности, а  в режиме работы с опережающим коэффициентом мощности, может генерировать ёмкостную мощность в сеть. Преимуществом использования синхронного двигателя, как средства компенсации реактивной мощности ,является  возможность плавного регулирования генерируемой реактивной мощности, а недостатком – довольно высокие потери активной мощности (зависят от квадрата генерируемой мощности синхронного двигателя).

Шунтирующие реакторы применяются для ступенчатого автоматического регулирования напряжения в узлах с повышенным напряжением. Шунтирующие реакторы потребляют реактивную мощность,  снижают её переток при этом,  как следствие, уменьшается ток в линиях и трансформаторах, а значит, снижаются активные потери.

Фильтры гармоник предназначены для снижения гармонических искажений напряжения и компенсации реактивной мощности нагрузок потребителей. Фильтры гармоник представляют собой последовательное соединение конденсаторов и индуктивности. Конденсаторы создают реактивную мощность на основной частоте, а индуктивность выбирается такой величины, чтобы фильтр представлял собой низкоимпедансный последовательный резонансный контур на частоте гармоники.

Статические тиристорные компенсаторы решают проблемы,  возникающие при передаче и распределении электрической энергии в моменты быстрых изменений величины реактивной мощности. Работая в непрерывном режиме, статические тиристорные компенсаторы, практически мгновенно могут изменять реактивную составляющую, стабилизируя напряжение в сети. Использование таких устройств позволяет:

-          повысить устойчивость передачи электрической энергии;

-          понизить колебания напряжения;

-          ограничить внутренние перенапряжения;

-          отфильтровать высшие гармоники;

-          понизить коэффициент не симметрии напряжения.

Очень важен практический эффект от применения средств компенсации реактивной мощности – уменьшение нагрузки на кабельные трассы, что безусловно приведёт к снижению аварийной опасности, возможности применения кабеля меньшего сечения, увеличения срока службы оборудования, повышение качества электроэнергии для потребителей.