Компенсация реактивной мощности

В цепях постоянного тока значение мгновенной и средней мощности за какой-то промежуток времени совпадают, а понятие реактивной мощности отсутствует. В цепях переменного тока так происходит только в том случае, если нагрузка чисто активная. Это, например, электронагреватель или лампа накаливания. При такой нагрузке в цепи переменного тока фаза напряжения и фаза тока совпадают и вся мощность передается в нагрузку.
Если нагрузка индуктивная (трансформаторы, электродвигатели), то ток отстает по фазе от напряжения, если нагрузка емкостная (различные электронные устройства), то ток по фазе опережает напряжение. Поскольку ток и напряжение не совпадают по фазе (реактивная нагрузка), то в нагрузку (потребителю) передается только часть мощности (полной мощности), которая могла бы быть передана в нагрузку, если бы сдвиг фаз был равен нулю (активная нагрузка).
Реактивная мощность

Проведенный анализ существующей нагрузки электроприемников в здании часто указывает на наличие в системе внутреннего электроснабжения значительного количества электроприемников, генерирующих реактивную мощность (асинхронные двигатели станков и агрегатов, вентиляции, насосы, компьютерная техника, кондиционеры, люминесцентные лампы и т.д.). Наличие реактивной составляющей в мощности характеризует низкий коэффициент мощности (cosφ). Для определения точного значения коэффициента мощности необходимо провести инструментальные измерения, но по опыту обследований, можно с большой долей вероятности предположить, что значение cosφ в учебных зданиях не выше 0,6.
Реактивная мощность

Если нагрузка индуктивная, то следует компенсировать ее с помощью емкостей (конденсаторов) и наоборот емкостную нагрузку компенсируют с помощью индуктивностей (дросселей и реакторов). Это помогает увеличить косинус фи (cos φ) до приемлемых значений 0.7-0.9. Этот процесс называется компенсацией реактивной мощности.
Способы компенсации реактивной мощности

Учитывая, что часто оборудование системы электроснабжения морально устарело и физически изношено, наличие реактивной мощности приводит к технологическим потерям в кабельных линиях. Компенсация реактивной мощности, позволит не только снизить потери в электросетях, но и существенно разгрузить изношенные кабельные линии, что продлит на срок службы кабельного хозяйства и благоприятно скажется на электробезопасность.
Одним из эффективных мероприятий по компенсации реактивной мощности является установка ЭРМ (электронного регулятора мощности).
В результате применения ЭРМ и доведения коэффициента мощности с показателя 0,6 до нормативного показателя 0,96 электрический ток в кабельной сети после ЭРМ снизится до 30 %. В соответствии с Методическими рекомендациями по снижению технологических потерь при передаче электрической энергии в электрических сетях формула величины потерь электрической энергии в кабельных линиях напряжением 0,4 кВ является линейной:
Способы компенсации реактивной мощности

ЭКОНОМИЧЕСКИЙ ЭФФЕКТ
Следовательно, потери энергии в сетях так же снизятся до 30%.
Экономический эффект:
Внедрение данного мероприятия согласно экспертной оценке позволит сэкономить до 5 % от общего потребления электрической энергии здания:
∆ Wобщ = Wобщ • 0,05, где
Wобщ - потребление электрической энергии зданиями за базовый год.
Таким образом экономия электрической энергии, в результате внедрения мероприятия составит:
∆ Wобщ = тыс. кВт•ч , что в денежном выражении составит:
∆ С = ∆ Wобщ•Т•Кт,
Т, руб./кВт•ч– средневзвешенный тариф на электроэнергию установленный для учреждения в базовом году
Кт, – поправочный коэффициент, прогнозирующий рост тарифа на электрическую энергию.
ЭРМ должны быть установлены вблизи электропотребителей, потребляющих основной поток реактивной мощности – электродвигателей приточных вентиляторов и/или насосов ИТП, а так же в электрических распределительных щитах на каждом этаже.
Общая стоимость мероприятия по установке (указать) шт. ЭРМ, в том числе в каждом распределительном щите на этаже (n1, шт.), в ИТП (n2, шт.), в вентиляционных камерах (n3, шт.) составит:
Ст = (n1 + n2 + n3) • З , тыс. руб.,
З – стоимость затрат на одно устройство ЭРМ, тыс.руб.
Таким образом, простой срок окупаемости мероприятия составит:
D = Ст/ ∆С , лет.

Лабораторное
моделирование процесса
компенсации реактивной нагрузки

Схема стенда

Показания снятые со стенда