Mètodes de compensació de potència reactiva en sistemes d'alimentació

La potència reactiva és la part de la potència total que serveix per suportar processos electromagnètics en càrregues que tenen components reactius inductius i capacitius.

L'energia reactiva en si no s'utilitza per fer cap treball útil, a diferència de l'energia activa, però, la presència de corrents reactius als cables provoca el seu escalfament, és a dir, pèrdues de potència en forma de calor, que obliga el proveïdor d'electricitat a proporcionar l'usuari amb una potència plena augmentada. Mentrestant, d'acord amb l'ordre del Ministeri d'Indústria i Energia de la Federació de Rússia núm. 267 de 4 d'octubre de 2005, la potència reactiva es classifica com a pèrdues tècniques a les xarxes elèctriques.

Però els camps electromagnètics sempre sorgeixen durant els modes de funcionament normals d'una gran quantitat de varietats d'equips elèctrics: làmpades fluorescents, motors elèctrics per a diversos propòsits, instal·lacions d'inducció, etc.— Totes aquestes càrregues no només consumeixen potència activa útil de la xarxa, sinó que també provoquen l'aparició de potència reactiva en circuits estès.

I encara que sense potència reactiva, molts consumidors que contenen components inductius tangibles no podrien funcionar en principi, ja que necessiten potència reactiva com a fracció de la potència total, la potència reactiva sovint s'informa com una sobrecàrrega nociva en relació a les xarxes elèctriques.

Danys a la potència reactiva sense compensació

En general, quan la quantitat de potència reactiva a la xarxa es fa significativa, la tensió de la xarxa disminueix, aquesta condició és molt característica dels sistemes d'alimentació amb un dèficit del component actiu: la tensió de la xarxa sempre està per sota del nominal. I després la potència activa que falta prové dels sistemes elèctrics veïns on actualment s'està generant una quantitat excessiva d'electricitat.

Però aquests sistemes, que sempre requereixen una reposició a costa dels veïns, al final sempre resulten ineficients i, al cap i a la fi, poden ser fàcilment eficients, n'hi ha prou de crear condicions per generar energia reactiva al moment, en Dispositius compensadors especialment adaptats seleccionats per a les càrregues actives-reactives d'aquest sistema d'alimentació.

El cas és que la potència reactiva no ha de ser generada en una central elèctrica per un generador; en canvi, es pot obtenir en instal·lació compensadora (en condensador, compensador síncron, en font d'energia reactiva estàtica) situat a la subestació.

La compensació de potència reactiva avui no és només una resposta a preguntes sobre l'estalvi d'energia i com optimitzar les càrregues de la xarxa, sinó també una eina valuosa per afectar l'economia de les empreses. Al cap i a la fi, el preu final de qualsevol producte manufacturat està format, sobretot, per l'electricitat consumida, que, si es redueix, reduirà els costos de producció. Aquesta és la conclusió a la qual han arribat els auditors i especialistes en energia, que ha portat moltes empreses a recórrer al càlcul i instal·lació de sistemes de compensació de potència reactiva.

Per compensar la potència reactiva d'una càrrega inductiva, trieu una certa capacitat condensadorCom a resultat, la potència reactiva consumida directament per la xarxa disminueix, ara la consumeix el condensador. En altres paraules, el factor de potència del consumidor (amb un condensador) augmenta.

Les pèrdues actives no superen els 500 mW per 1 kVar, mentre que les parts mòbils de les instal·lacions estan absents, no hi ha soroll i els costos d'explotació són insignificants. Els condensadors es poden instal·lar en principi en qualsevol punt de la xarxa elèctrica i la potència de compensació es selecciona individualment. La instal·lació es realitza en armaris metàl·lics o en una versió d'escriptori.

Mètodes de compensació de potència reactiva en sistemes d'alimentació

Depenent de l'esquema de connexió dels condensadors al consumidor, hi ha diversos tipus de compensació: individual, grupal i centralitzada.

• Amb compensació individual, els condensadors (condensadors) es connecten directament al lloc d'ocurrència de la potència reactiva, és a dir, el seu propi condensador (s) - a un motor asíncron, per separat - a una làmpada de descàrrega de gas, individual - a una màquina de soldadura , condensador personal — per a forn d'inducció, per transformador, etc. d. Aquí, els cables d'alimentació a cada consumidor en particular es descarreguen dels corrents reactius.

• La compensació de grup implica la connexió d'un condensador comú o d'un grup comú de condensadors a diversos consumidors amb components inductius significatius alhora. En aquest cas, el funcionament simultani constant de diversos consumidors està relacionat amb la circulació de l'energia reactiva total entre consumidors i condensadors. Es descarregarà la línia que subministra electricitat a un grup de consumidors.

• La compensació centralitzada implica la instal·lació de condensadors amb un regulador al quadre de distribució principal o grupal. El regulador estima en temps real el consum d'energia reactiva actual i connecta i desconnecta ràpidament el nombre necessari de condensadors. Com a resultat, la potència total consumida per la xarxa sempre es minimitza d'acord amb el valor instantani de la potència reactiva requerida.

Cada instal·lació per a la compensació de la potència reactiva inclou diverses branques de condensadors, diverses etapes, que es formen individualment per a una xarxa elèctrica determinada, depenent dels consumidors previstos de potència reactiva. Mides típiques de pas: 5; deu; vint; trenta; 50; 7,5; 12,5; 25 metres quadrats

Per obtenir passos grans (100 o més kvar), es combinen diversos de petits en paral·lel.Com a resultat, es redueixen les càrregues de la xarxa, es redueixen els corrents d'entrada i les pertorbacions que l'acompanyen. En xarxes amb un gran nombre de harmònics més alts de la tensió de xarxa, els condensadors de les instal·lacions compensadores estan protegits per boques.

Avantatges de la compensació de potència reactiva

Les instal·lacions de compensació automàtica donen una sèrie d'avantatges a la xarxa equipada amb elles:

• reduir la càrrega dels transformadors;

• simplificació dels requisits per a la secció transversal dels cables; permetre una càrrega a les xarxes elèctriques més gran que la possible sense compensació;

• eliminant les raons per reduir la tensió de la xarxa, fins i tot si l'usuari està connectat a cables llargs;

• augmentar l'eficiència dels generadors mòbils de combustible líquid;

• facilitar l'arrencada de motors elèctrics;

• augmenta automàticament el cos phi;

• eliminar la potència reactiva de les línies;

• l'alleujament de l'estrès;

• millorar el control dels paràmetres de la xarxa.