Потребители реактивной мощности и меры по ее уменьшению

ЭП в процессе работы потребляет как активную, так и реактивную мощности.

Активная энергия, потребляемая ЭП, преобразуется в другие виды энергии: механическую, тепловую и т.п. реактивная мощность на связана с полезной работой ЭП и расходуется на создание электромагнитных полей в ЭД, трансформаторах, линиях.

Реактивная мощность может иметь индуктивный и емкостной характер. Считается, что реактивная индуктивная мощность Q_L является нагрузочной или потребляемой, а реактивная емкостная мощность Q_C – генерируемой.

Прохождение в электросетях реактивных мощностей и токов обуславливает дополнительные потери активной мощности в линиях, трансформаторах, дополнительные потери напряжения, требует увеличения номинальной мощности или числа трансформаторов, снижает пропускную способность СЭС. Все это видно из формул определения

- полной мощности

;

- потерь активной мощности

;

потерь напряжения

где R и Х – активное и реактивное сопротивления элементов электросети; S, P,Q – полная, активная и реактивная мощности; U_HOM – номинальное напряжение сети.

Основным потребителем Q_L на промышленных предприятиях являются асинхронные двигатели (АД) (60 – 65% общей ее потребления), трансформаторы (20 – 25%) и др.

Снижение реактивных нагрузок потребителей может осуществляться:

- выполнением мероприяий, не требующих установки компенсирующих устройств, снижающих реактивную мощность (естественная компенсация);

- установкой компенсирующих устройств (КУ) для частичной или полной компенсации реактивной мощности (искусственная компенсация).

К мероприятиям, не требующим установки компенсирующих устройств, относятся:

- упорядочение технологического процесса;

- переключение статорных обмоток АД напряжением до 1000 В с треугольника на звезду при их загрузке менее 40%;

- установка ограничителей х.х. АД;

- замена малозагруженных ЭД двигателями меньшей мощности;

- повышением качества ремонта ЭД с сохранением их номинальных данных;

- работа малозагруженных ЭД на пониженном напряжении, если возможно его регулирование;

- замена АД синхронными двигателями (СД) той же мощности, где это возможно по технико-экономическим соображениям;

- применение СД для всех новых установок электропривода, где это приемлемо по технико-экономическим соображениям;

- замена, переустановка и отключение трансформаторов, загруженных менее 30% от их номинальной мощности.

Для искусственной компенсации Q, называемой иногда «поперечной» компенсацией, применяются специальные КУ, являющиеся источниками Q_С.

Наглядное представление о сущности компенсации дает векторная диаграмма, представленная на рис. 2.6.

После компенсации, т.е. после подключения параллельно нагрузки КУ суммарная Q, потребляемая из сети будет Q_L-Q_C.

Снижается угол сдвига фаз с до , повышается . Полная потребляемая мощность при той же Р снизится с S до S’. Следовательно, в результате компенсации Q можно при том же сечении проводов повысить пропускаемую способность сети по Р.