Теоретические положения

Одна из особенностей режимов работы большинства электроприемников заключается в том, что кроме активной мощности (Р) они потребляют и реактивную мощность (Q). Величина реактивной мощности в трехфазных электрических сетях при условии синусоидальности и симметрии токов и напряжений определяется по формуле

                                               (2.1)

где U – действующее значение линейного напряжения, В; I – действующее значение тока на рассматриваемом участке сети, А; φ – угол сдвига фаз между фазным напряжением и током, град.

Потребителями реактивной мощности являются асинхронные двигатели, преобразовательные установки, трансформаторы, воздушные линии и т.п.

Значение реактивной мощности характеризует скорость обмена электромагнитной энергии источниками и потребителями электроэнергии [3].

Перетоки реактивной мощности по сети приводят:

 - к снижением пропускной способности элементов системы;

 - к увеличению потерь мощности и энергии в элементах сети;

- к потерям напряжения в элементах сети;

- к снижению статической устойчивости узлов нагрузки;

- к необходимости увеличения мощности генераторов на электрических станциях для генерации реактивной мощности, вызванной ее перетоками.

Компенсацию реактивной мощности в полной мере можно отнести к энергосберегающим технологиям.

Задачей компенсации реактивной мощности является проведение мероприятий, при осуществлении которых реактивная мощность, потребляемая от источника питания, была бы оптимальна для данного узла нагрузки.

Принцип, назначение, способы и средства компенсации реактивной мощности в системе электроснабжения объекта подробно рассмотрены в курсе лекций [4].

При распределении компенсирующих устройств по узлам нагрузки сети требуется установить оптимальное соотношение между источником и потребителем реактивной мощности, принимая во внимание затраты на:

- потери электроэнергии на генерацию реактивной мощности источниками реактивной мощности;

- потери электроэнергии на передачу реактивной мощностииз сети высшего напряжения;

- удорожание цеховых ТП в случае загрузки их реактивной мощностью;

- завышение сечений проводников;

- установку средств компенсации.

Затраты, обусловленные перечисленными факторами, можно сократить, если осуществлять компенсацию РМ непосредственно у потребителя реактивной мощности с низкими коэффициентами мощности ( ).

Потребляемая реактивная мощность в узле нагрузки (Q_потр) определяется через потребляемую активную мощность (P_потр) по формуле

,                                          (2.2)

где tgφ – коэффициент реактивной мощности узла нагрузки (соответствует
cos φ), о.е.

При определении мощности компенсирующих устройств по уровням СЭС необходимо учитывать потери электроэнергии не только в сетях предприятия, но и в сетях энергосистемы.

Предельное значение коэффициента реактивной мощности в точке присоединения потребителя к электрической сети строго нормируется. Поэтому величина оптимального перетока реактивной мощности от энергосистемы к потребителю задается энергоснабжающей организацией.

Следует отметить, что с точки зрения экономии электроэнергии и регулирования напряжения компенсацию реактивной мощности наиболее целесообразно осуществлять у ее потребителей.

В качестве компенсирующих устройств в сетях до 1 кВ применяются батареи статических конденсаторов (БСК), в сетях 6 (10) кВ могут использоваться синхронные двигатели (СД) или высоковольтные БСК.

Расчет мощности компенсирующих устройств по уровням системы электроснабжения подробно рассмотрен в лабораторной работе № 5.