Компенсация реактивной мощности (КРМ)

Бывает два типа нагрузки – реактивная, активная. Активная, или резистивная, нагрузка это, например, нагревательное, осветительное оборудование. При активной нагрузке ток не совпадает с напряжением по фазе.

Реактивная нагрузка

Реактивная нагрузка может быть двух типов: индуктивной, ёмкостной. Современное промышленное предприятие сложно представить без индуктивных нагрузок. Это трансформаторы, асинхронные двигатели, сварочные аппараты, преобразователи частоты В индуктивных элементах ток отстаёт по фазе от напряжения, а в емкостных наоборот, опережает напряжение. Сдвиг по фазе между напряжением и током приводит к тому, что в некоторые интервалы времени (рис.1) напряжение и ток имеют разные знаки. В эти интервалы мощность отрицательна, т. е. соответствующая реактивная энергия не потребляется, а возвращается по сети в сторону генератора.

реактивная нагрузка

Полная мощность в сети S1[кВА] может быть выражена через формулу:

S12 = P2 + Q12

где P[кВт] — активная, Q1 [кВАр] — реактивная.

Т.е. полная является векторной суммой активной и реактивной, что наглядно представлено на рис.2 Фазовый сдвиг между полной и активной, cos является важнейшим параметром качества электроэнергии. Чем он ближе к 1, тем качественней энергия.

Сдвиг по фазе

Компенсировать индуктивную реактивную мощность можно, подобрав конденсаторы таким образом, чтобы сдвиг по фазе между током и напряжением в них совпадал по абсолютному значению со сдвигом в индуктивной нагрузке, создающей реактивную. Как видно из рис. 2 реактивная мощность, вырабатываемая на конденсаторной батарее, имеет противоположный знак. При включении в сеть конденсаторов колебания реактивной мощности будут происходить между ними и индуктивной нагрузкой.

Цели компенсации реактивной мощности

Компенсация на предприятии позволит снизить энергопотребление, избежать штрафов за снижение качества электроэнергии (низкий cos), снизить нагрузку на трансформаторы, тем самым увеличивая срок их службы.

Компенсация реактивной мощности может быть индивидуальной, когда к каждому приводу будет подключён конденсатор, соответствующий вырабатываемой им реактивной мощности. Она таким образом, будет постоянно компенсироваться.

На большинстве крупных предприятий оборудование включается не одновременно, многие станки используются эпизодически. Для индивидуальной компенсации понадобится большое количество конденсаторов, что сделает такое решение слишком дорогим, тем более, что большая их часть не будет использоваться постоянно.

Установка КРМ как помощник в стабилизации

Применяется централизованная компенсация с использованием регулируемых установок КРМ.

При установке кроме конденсаторов, присутствует также микропроцессорный регулятор, который измеряет параметры сети, в зависимости от них выдавая управляющие сигналы на специальные контакторы, которые включают/выключают конденсаторы (ступени установки). Количество ступеней зависит от количества нагрузок.

Контакторы в установках КРМ используются двух типов. Обычные электромагнитные с дополнительным резисторным блоком, позволяющим избежать воздействия на конденсатор высоких токов при включении, а также тиристорные контакторы. Тиристорные контакторы применяются тогда, когда среди нагрузок есть быстропеременные с частым включением. Типичные случаи применения динамической компенсации — сварка, инжекция пластика, прессы, лифтовые устройства. Тиристорные контакторы, кроме того, имеют такое преимущество, как отсутствие механического износа, но они значительно дороже простых электромагнитных. Для управления такими контакторами используются специальные регуляторы КРМ с цифровыми выходами. За счёт того, что переключение в динамических КРМ происходит в нуле компенсирующей мощности, конденсаторам не требуется время на разрядку, как в обычной статической установке.

При использовании гибридных установок можно оптимизировать затраты на КРМ для конкретных применений.

Гармонические искажения, предотвращение

В сетях промышленных предприятий, в силу присутствия в них нелинейных нагрузок, которыми являются, например, преобразователи частоты, электроприводы, ИБП, практически всегда присутствуют гармонические искажения. Наложение паразитного гармонического сигнала на основной приводит к превышению рабочих значений тока, напряжения, что приводит к преждевременному выводу из строя компенсаторов КРМ. Для того чтобы избежать этого, в установки КРМ вводят последовательно с конденсатором фильтрующий дроссель. В целях защиты установки от короткого замыкания используются NH-предохранители.

Продажа компонентов для компенсации реактивной мощности

Выбор качественных компонентов для установки КРМ является залогом её надёжной, долговечной работы. ДИАЛ предлагает исключительно качественные компоненты европейского производства, которые мы сами применяем для сборки установок КРМ на своём заводе. Это конденсаторы, дроссели немецких компаний EPCOS, Electronicon, регуляторы, тиристорные модули компаний EPCOS, Janitza, Beluk (Германия), Lovato Electric (Италия), электромагнитные контакторы Rade Koncar (Македония), Lovato Electric (Италия), предохранители, держатели для них EFEN (Германия).