В зависимости от вида используемого оборудования электрическая нагрузка подразделяется на активную, индуктивную и емкостную. Чаще всего потребитель имеет дело со смешанными активно-индуктивными нагрузками. Соответственно, из электрической сети происходит потребление как активной, так и реактивной энергии.
Активная энергия превращается в полезную ? механическую, тепловую и др. энергии. Реактивная энергия не связана с совершением полезной работы, а используется на создания электромагнитных полей в электродвигателях, дросселях и осветительных приборах.
В общем случае выражение для определения реактивной мощности имеет такой вид Q=U·I·sinj. Она позитивна при отстающем токе (индуктивная нагрузка - 0<j<180) и негативна при опережающем (емкостная нагрузка - 180<j<360). Показателем потребления реактивной энергии (мощности) является коэффициент мощности cosj, который показывает отношение активной мощности Р и полной мощности S, потребленной электроприемниками из сети: P=S·cosj.. Единицей измерения реактивной мощности является вольт-ампер реактивных (ВАр). Активная, реактивная и полная мощности связаны следующим соотношением:
S=(P2+Q2)½
Значение коэффициента мощности некомпенсированного оборудования приведены в табл.1. В оптимальном режиме показатель должен стремиться к единице и соответствовать нормативным требованиям.
Таблица1.
Тип нагрузки
Приблизительный коэффициент мощности
Асинхронный электродвигатель до 100 кВт
0,6-0,8
Асинхронный электродвигатель 100-250 кВт
0,8-0,9
Индукционная печь
0,2-0,6
Сварочный аппарат переменного тока
0,5-0,6
Электродуговая печь
0,6-0,8
Лампа дневного света
0,5-0,6
Реактивная мощность, которая потребляется промышленным предприятием в каждой данной точке сети, определяется величиной намагниченной мощности, которая необходима для отдельных элементов электроустановки, которые находятся за данной точной по направлению передачи энергии.
Реактивные мощности предприятий не остаются неизменными не только на протяжении более-менее продолжительных промежутков времени (суток, месяца, года), но и на протяжении одной производственной смены. Эти мощности постоянно меняются в зависимости от производственной программы отдельных токоприемников, от степени их нагрузки и относительной продолжительности включения, от колебаний напряжения в сети, от качества обслуживания оборудования эксплуатационным и ремонтным персоналом и от других факторов.
Компенсация реактивной мощности является самым дешевым и самым эффективным способом повышение технико-экономических показателей электроснабжения, который снижает все виды потерь затрат электроэнергии.
Основы компенсации реактивной мощности.
Реактивный ток дополнительно нагружает линии электропередачи, что приводит к увеличению сечения проводов и кабелей и соответственно к увеличению капитальных затрат на внешне и внутренне сети. Реактивная мощность вместе с активной мощностью учитывается поставщиком электроэнергии, а, следовательно, подлежит оплате по действующим тарифам, поэтому составляет значительную часть счета за электроэнергию.
Наиболее действенным и эффективным способом снижения потребляемой из сети реактивной мощности является применение установок компенсации реактивной мощности (конденсаторных батарей, синхронных двигателей и синхронных компенсаторов). За счет присоединения к сети компенсирующего устройства КМ уменьшаются потери мощности и напряжения. На практике коэффициент мощности после компенсации находится в пределах от 0,93 до 0,99.
Относительную эффективность уменьшения реактивной нагрузки в том или другом пункте электрической сети можно оценить с помощью так называемого экономического эквивалента реактивной мощности. Экономический эквивалент численно равняется уменьшению потерь активной мощности в сетях при уменьшении реактивной нагрузки на 1 кВАр.
Виды и способы компенсации.
Основным источником реактивной мощности (РМ) являются синхронные генераторы электростанций. Передача РМ от энергосистемы к потребителям не является рациональной, поскольку возникают дополнительные потери активной мощности во всех элементах систем электроснабжения, обусловленные загрузкой РМ, и дополнительные потери в питающих сетях. Чтобы снизить эти потери, необходимо в непосредственной близости от потребителей устанавливать дополнительные источники РМ.
Использование конденсаторных установок
Одиночная компенсация ? приемлема там, где: нужна компенсация мощных (свыше 20 кВт) потребителей; потребляемая мощность постоянная в течение длительного времени.
Групповая компенсация - применяется для случая компенсации нескольких индуктивных нагрузок, которые расположены рядом, единовременный режим работы, подключены к одному распределительному устройству и компенсируются одной конденсаторной батареей.
Централизованная компенсация. Для предприятий, которые нуждаются в переменной реактивной мощности, постоянно включенные батареи конденсаторов не приемлемы, поскольку при этом может возникнуть режим недокомпенсации или перекомпенсации. В этом случае конденсаторная установка оснащается специализированным контролером и коммутационно-защитной аппаратурой. При отклонении значения сosjот заданного значения контролер подключает или отключает ступени конденсаторов. Преимущество централизованной компенсации заключается в следующем: включенная мощность конденсаторов соответствует потребляемой в конкретный момент времени реактивной мощности без перекомпенсации или недокомпенсации.
При выборе конденсаторной установки, необходимая мощность конденсаторов определяется следующим образом:
Qc = P?(tgj1 ? tgj2),
гдеtgj1 ? коэффициент мощности потребителя до установки компенсирующих устройств;
tgj2 ? коэффициент мощности после установки компенсирующих устройств (желаемый или коэффициент, который задает энергосистема).
Режим работы конденсаторных установок должен исключать возможность работы предприятий с опережающим коэффициентом мощности. В связи с этим самым целесообразным является применение автоматически регулируемых конденсаторных установок, которые учитывают входные напряжения, времени суток и от другие параметры.
Для расчета параметров компенсаторной установки в сети снимают характерные суточные графики нагрузки и текущее значение cosφ, по которым определяют среднее значение коэффициента мощности за период. Зная фактический и нужный (по условиям компенсации) коэффициент мощности, а также потребление активной электроэнергии, можно рассчитать нужную мощность конденсаторной установки.
КОМПОНЕНТЫ СИСТЕМ КОМПЕНСАЦИИ РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ
Микропроцессорные контролеры DCRK и DCRJ фирмы LOVATO
Микропроцессорный контролер DCRK.
Основные параметры:
- цифровое программирование;
- количество ступеней 5, 7, 8 и 12;
- 5- или 7-ступенчатая конфигурация в корпусе 96х96 мм;
- 8- или 12-ступенчатая конфигурация в корпусе 144х144 мм;
- защита от перегружающего тока конденсаторов;
- внутренняя защита от перегрева щита управления;
- интерфейс программирования ТТL/RS232;
- автоматическая настройка;
- конфигурированные аварийные сигналы.
Технические характеристики:
- напряжение питания и управления Ue 380-415 В (стандарт);
- напряжение питания и управления Ue 220/415/440/480/525 В (по запросу);
- номинальная частота 50/60 Гц;
- потребляемая мощность 6,2ВА (DCRK5/7) и 5 ВА (DCRK8/12);
- номинальный ток Ie 5А;
- регулирование коэффициента мощности от 0,8 индуктивного ?до 0,8 емкостного;
- измерение напряжения 0,85...1,1Uе;
- измерение тока 2,5%... 120% ?е;
- измерение температуры -30...+85°С;
- измерение перегруза конденсаторов 0...250%;
- время переключения ступеней 5...240с;
- уровень защиты ?Р54 (DCRK5/7) и ?Р41 (DCRK8/12).
Микропроцессорный контролер DCRJ.
Основные параметры:
- цифровое программирование;
- 8- или 12-ступенчатая конфигурация в корпусе 144х144 мм
- двойной дисплей ;
- разделенный вход измерения напряжения;
- защита от перегружающего тока конденсаторов;
- сенсорный контроль температуры щита управления;
- внутренняя и внешняя защита от перегрева ;
- интерфейс программирования RS485;
- автоматическая настройка;
- конфигурированные аварийные сигналы;
- измерение гармоник тока и напряжения;
- журнал состояний;
- возможность работы в сети среднего напряжения.
Технические характеристики:
- двойное напряжение питания и управления Ue 100-690 В (стандарт);
- номинальная частота 50/60 Гц;
- потребляемая мощность - 0,3ВА;
- номинальный ток Ie 5А;
- регулирование коэффициента мощности 0,8 индуктивного - 0,8 емкостного;
- измерение напряжения 85...760 В;
- измерение тока 2,5%... 120% ?е;
- измерение температуры -40...+85°С;
- измерение перегруза конденсаторов 0...250%;
- время переключения ступеней 5...240с;
- уровень защиты ?Р41.
Описание
Регулятор коэффициента мощности DCRK / DCRJ - цифровое устройство, которое выполняет функции контроля и регуляции реактивной мощности системы и осуществляет считывание показателей коэффициента мощности с высокой точностью, на которую не влияют изменения свойств электронных компонентов.
Алгоритм контроля обеспечивает нормальную работу прибора даже в системе, которая характеризуется высоким коэффициентом гармоник. Коэффициент мощности системы регулируется группой переключающих конденсаторов исходя из рассчитанной реактивной мощности системы своевременно и точно. Результатом является существенное уменьшение количества переключений и более эффективное использование конденсаторных батарей.
Отображение значений параметров
В нормальном режиме работы дисплей отображает коэффициент мощности системы, причем светодиоды IND и CAP отображают характер напряжения (индуктивное и емкостное соответственно). Мигающая десятичная точка означает отрицательное значение (отдача реактивной энергии в сеть).
Для отображения и переключения значений нажать кнопку MODE.
При высвечивании светодиодов V, А, Dkvarи т. д. на дисплее отображаются соответствующее значение.
При высвечивании светодиода Dkvar, на дисплее отображается значение
реактивной мощности, необходимое для регуляции коэффициента мощности системы к установленному значению.
Для каждого параметра предусмотрены дополнительные функции, которые можно просматривать нажатием кнопки ¯, при этом светодиод мигает.
Для некоторых параметров предусмотрена вторая дополнительная функция, которая отображается на дисплее клавишей ?.
При высвечивании светодиода SETCOSφпроисходит установление нужного коэффициента мощности с помощью клавиш ? и ¯. Диапазон от 0.8 индуктивного до 0.8 емкостного.
Таблица дополнительных функций
Параметр
Описание
?¯?
???
V
Напряжение
Максимальное значение напряжения
A
Ток
Максимальное значение тока
Dkvar
Количество кВАр, необходимое для достижения желаемого значения cosj
Skvar ? суммарная мощность системы
Количество ступеней, необходимых для достижения желаемого значения cosj
Week P.F.
Среднее значение коэффициента мощности за неделю (1)
Значение cosj в данный момент
-? ?- CURR %
Перенапряжение конденсаторов в % (2)
Максимальное значение перенапряжения
Счетчик состояний перенапряжения
TEMP
Электрическая панель температуры (3)
Максимальное значение температуры
Единицы измерения °С или °F
SET COSφ
Желаемые коэффициенты мощности
Уменьшение значения коэффициента мощности
Увеличение значения коэффициента мощности
(1) - значение определяется активной и реактивной мощностью, измеренной за неделю и только в положительных квадрантах.
(2) - перенапряжения тока из-за гармонических составляющих напряжения на клеммах конденсатора.
(3) - Внимание! Измерение температуры действительно только через 20-30 минут после включения регулятора
Контакторы для коммутации конденсаторных батарей фирмы LOVATO
Конденсаторы для компенсации реактивной энергии фирмы DUCATI energia
Конденсаторы для компенсации реактивной энергии оборудовании защитой от разрыва корпуса. Изготовлены по технологии МКР-металлопленочные конденсаторы.
Основные характеристики:
- напряжение 220-800 В, 50/60 Гц;
- мощность 2,5-50 кВАр;
- допустимое перенапряжение 10% 8 часов в сутки;
- перегрузка за током 50 %;
- потери <0,3 Вт/кВАр;
- температура - 25..+55 °С
MODULO 10 - 2,5...10 кВАр
MODULO 50 - 7,5...30 кВАр
DUCATI F50 - 12,5...50 кВАр
Схема подключения регулятора DCRK...
Схема подключения регулятора DCRJ...
Определить емкостную реактивную мощность, необходимую для достижения заданного cosj, можно с помощью формулы
Q = P · F
где
Q ? емкостная реактивная мощность;
P ? активная мощность;
F ? коэффициент из таблицы 2.
Пример настройки регулятора DCRK7
Параметры регулятора для шести конденсаторных банок 5, 10, 20, 20, 20, 20 кВАр при напряжении 400В и использовании последней степени как реле неисправности будут запрограммированы так:
Р.02 = 5.00 (наименьший уровень)
Р.03 = 400 (номинальное напряжение конденсаторов)
Р.06-1 = 001 (5кВАр = 1 х Р.02)
Р.06-2 = 002 (10кВАр = 2 х Р.02)
Р.06-3 = 004 (20кВАр = 4 х Р.02)
Р.06-4 = 004 (20кВАр = 4 х Р.02)
Р.06-5 = 004 (20кВАр = 4 х Р.02)
Р.06-6 = 004 (20кВАр = 4 х Р.02)
Р.06-7 = noA (нормально-открытый контакт при отсутствии неисправностей)
Таблица 2
Пример расчета конденсаторной установки
Цех завода оборудован:
- асинхронный двигатель P1=75 кВт, сosj1= 0,78 - количество 2 шт.;
- асинхронный двигатель P2=35 кВт, сosj2= 0,75 - количество 2 шт.;
- асинхронный двигатель P3=7,5 кВт, сosj3= 0,68 - количество 5 шт.;
- асинхронный двигатель P4=5,5 кВт, сosj4= 0,66 - количество 3 шт.;
- асинхронный двигатель P5=1,5 кВт, сosj5= 0,63 - количество 6 шт.
Активная мощность цеха:
P = 2xP1+ 2xP2+ 3xP3 + 3xP4 + 6xP5 =
= 2 х 75 + 2 х 35 + 5 х 7,5 + 3 х 5,5 + 6 х 1,5 = 283 кВт .
Реактивная мощность цеха составляет:
Q = S (S · sinj) = S ((P · sinj)/ cosj) =
= (2 х P1 х sinj1)/ cosj1 + (2 х 35 х sinj2)/ cosj2 +
+ (5 х 7,5 х sinj3)/cosj3 + (3 х 5,5 х sinj4)/cosj4 +
+ (6 х 1,5 х sinj5)/ cosj5 = 252 кВАр .
Отсюда общая мощность:
.
Следовательно, действующий cosj в системе:
cosj = Р / S= 283 / 378 = 0,75 .
Желаемый коэффициент мощностиcosj = 0,95. Согласно таблице 2, коэффициент F = 0,53.
Мощность конденсаторной установки составляет:
Q = P · F = 283 · 0,53 = 150 кВАр
источник: СВ Альтера
В настоящий момент фирмаООО ?ДАРЭКС? имеет возможность поставки имонтажа автоматических установок для компенсации реактивной мощности КРМ и АКРМ фирмыDUCATIenergia(Италия).
Накануне майских праздников компания «ДАРЭКС» приготовила для клиентов специальное предложение:
Поспешите приобрести бензиновые и дизельные генераторы со склада по ОПТОВЫМ ЦЕНАМ. А также, при покупке [ ... ]
Завершены производства и монтаж дизельных электростанций контейнерного исполнения для областных больниц № 4, 6, 11 и детской клинической больницы № 6 города Днепропетровска.
Специалисты ООО «ДАРЭКС» [ ... ]
