УДК 002.304

Устройства компенсации реактивной мощности

Магеррамов Эльдар Надирович – бакалавр кафедры Электроэнергетики и электротехники Дальневосточного федерального университета.

Аннотация: Компенсация реактивной мощности в электрической сети является важной частью предоставления потребителям качественной электрической энергии. Электростанции вырабатывают электрическую энергию для работы с коэффициентом мощности (cos ϕ) равным 0.8-0.85. Снижение коэффициента мощности у потребителей может вызвать снижение коэффициента мощности у генераторов, что при сохранении полной мощности будет означать уменьшение выработки активной мощности. Чтобы избежать уменьшения выработки активной мощности следует использовать средства компенсации реактивной мощности.

Ключевые слова: Гидроэлектростанция, композиционные материалы, мусорные решетки, стеклопластик, отопление, техническое обслуживание.

Рациональная компенсация реактивной мощности приводит к снижениею потерь мощности из-за перетоков реактивной мощности, обеспечению надлежащего качества потребляемой электроэнергии из-за регулирования напряжения.

Потребление реактивной мощности увеличивается во всех средах использования электричества: в промышленности, в городской и сельской средах при этом передача реактивной мощности от электрической станции до потребителя делает менее экономически эффективной передачу электрической энергии из-за увеличения потерь электрической энергии, увеличения падения напряжения и соответственно ухудшения качества электроэнергии.

Устройствами, предназначенными для компенсации реактивной мощности явлются:

1. Конденсаторные батареи(БК), применяемы на напряжение до 110 кВ. Задача БК – выдача реактивной мощности в сеть благодаря этому они повышают коэффициент мощности в узлах нагрузки и непосредственно у потребителей электроэнергии. В таком случае БК подключается к шинам низкого напряжения подстанции, но может быть и второй случай применения конденсаторных батарей: продольная компенсация применяется в основном для радиальных линий 6-20 кВ и нужна для регулирования напряжения. Продольная компенсация – это емкость, устанавливаемая в рассечку фазы.

Плюсами конденсаторных батарей являются: дежурный персонал не нужен; низкие потери активной мощности 0.3-0.4% от мощности конденсаторной батареи; низкая стоимость относительно аналогов (синхронных компенсаторов).

Минусами конденсаторных батарей являются: регулирование мощности осуществляется ступенчато; БК только генерирует реактивную мощность, но не потребляет ее, следовательно, нужно учесть, что требуется устройство, потребляющее реактивную мощность, что потребует дополнительных средств.

2. Шунтирующие реакторы, используются для потребления реактивной мощности и регулирования напряжения считается компенсирующим устройством так как предназначены для компенсации зарядной мощности воздушной линии высокого и сверхвысокого напряжения (110-750 кВ). Также шунтирующие реакторы предназначены для снижения напряжения в сети. Реакторы делятся на управляемые и неуправляемые. Управляемые шунтирующие реакторы- это электромагнитны реакторы, индуктивность которых может плавно регулироваться с помощью системы управления. Нерегулируемые реакторы же представляют из себя индуктивность действия которой можно описать лишь двумя ее состояниями включено и выключено. Шунтирующие реакторы можно подключать как к линии, так и к шинам подстанции.
3. Синхронные компенсаторы представляют собой синхронный двигатель, в режиме холостого хода. Синхронный компенсатор в режиме недовозбуждения потребляет из системы реактивную мощность (работает с отстающим током относительно сети) , а в режиме генерации – с опережающим током (вырабатывает). Синхронные компенсаторы используют в диапазоне напряжения 220 кВ и выше, устанавливая к обмотке низшего напряжения трансформатора.

Плюсами синхронных компенсаторов являются: плавное регулирование напряжения на шинах; генерация и потребление реактивной мощности; компенсация реактивной мощности при изменении по модулю и направлению нагрузки.

Минусами же являются: высокие потери активной мощности 1.3-4.5% от мощности синхронного компенсатора; необходимость в дежурном персонале; сложная установка так как есть вращающиеся части.

4. Статические тиристорные компенсаторы – это параллельно включенные управляемые шунтирующие реакторы и батареи статических конденсаторов, которые подключаются к сети высокого напряжения через трансформатор. Для регулирования используются тиристоры. Статические тиристорные компенсаторы обладают большим количеством плюсов, но самые главные это то, что СТК можно использовать как для генерации реактивной мощности так и для потребления, ограничения комутационных перенапряжений что увеличивает срок службы изоляции и другого электрического оборудования, снижение потерь в линиях, также с помощью СТК регулируется напряжение и как многие другие средства компенсации увеличивают пропускную способность линии и тем самым устраняя необходимость сооружения новых линий или замены провода.

Список литературы

1. Правила устройства электроустановок. 7-е издание. М.: ЗАО «Энергосервис», 2010. – 854 с.
2. Холянова О.М., Рудаева Н.А. Проектирование электроэнергетических систем и сетей: учебное по-собие [Электронный ресурс] / Инженерная школа ДВФУ.
3. Электрические системы и сети: Учебник для вузов – М.: Энергоатомиздат, 1989 – 592 с. Идельчик В.И.
4. Справочник по проектированию электрических сетей / под ред. Д.Л. Файбисовича. 4-е изд., перераб. и доп. М.: ЭНАС, 2012. 376 с.
5. Практические рекомендации по оценке эффективности и разработке инвестиционных проектов и бизнес-планов в электроэнергетике (с типовыми примерами). Книга 1. Методические особенности оценки эффективности проектов в электроэнергетике/Под ред. А.Н. Раппопорта. – М.: НЦПИ, 1999. – 222 с.