Одно из решений вопросов перегрузки сети, индуктивная нагрузка. УКРМ.

Одно из решений вопросов перегрузки сети, индуктивная нагрузка. УКРМ.

Распределительные трансформаторы и асинхронные электродвигатели в промышленных электросетях являются основной нагрузкой.

Это индуктивная нагрузка. При включении такой нагрузки в цепь переменного тока происходит отставание тока по фазе от напряжения – таким образом, возникает реактивная мощность, которая выполняет колебательные движения по сети от нагрузки (трансформатора, асинхронного двигателя и т.д.) до генератора. В действительности получается, что кроме передачи активной мощности, которая, по сути, совершает полезную работу, вся сеть получается загружена к тому же и реактивной мощностью. Но в этой самой реактивной мощности, однако, есть необходимость. А обусловлена такая необходимость тем, что эта реактивная мощность генерирует электромагнитное поле, при отсутствии которого не функционируют трансформаторы, э/двигатели. Но не самым лучшим решением является прогон реактивной мощности по всей сети, потому что вследствие этого происходит снижение пропускной способности сети, перегрузка трансформаторов и другого оборудования, а также падение напряжения. Наиболее целесообразный выход из этой ситуации это «поместить» реактивную мощность на малом участке между устройством компенсации реактивной мощности и нагрузкой. Выше упоминалось о том, что основная нагрузка в сети индуктивная, а, следовательно, необходима ее компенсация посредством емкостей (конденсаторов). Установить их можно на подстанции, которая запитывает предприятие, либо даже непосредственно в цехе, в котором функционируют асинхронные двигатели. Кстати, в случае преобладания в сети емкостной нагрузки, ее компенсацию производят при помощи индуктивностей (дросселей и реакторов).

Существует разделение установок для компенсации реактивной мощности (далее по тексту УКРМ) на регулируемые и нерегулируемые. Элементарным вариантом нерегулируемой УКРМ является батарея конденсаторов (пример на изображении под заголовком). Однако, нерегулируемая УКРМ в отдельных режимах работы сети, возможно, будет функционировать довольно не продуктивно, либо даже напротив  – спровоцирует перекомпенсацию. То есть ток, который отстает по фазе не просто «догонит», а даже и обгонит напряжение. Следствием этого будет опять же  возникновение реактивной мощности. Отличие регулируемых установок от нерегулируемых главным образом заключается в том, что они контролируют перемены в э/сети в динамическом режиме. При помощи регулируемых установок появляется возможность осуществлять поддержку такого режима работы, при котором будет почти что полностью компенсирована реактивная мощность.

Имеются ли на сегодняшний день действительные экономические предпосылки для установки устройств, компенсирующих реактивную мощность, на предприятиях или на линиях э/передач?

С помощью компенсации можно понизить требования, предъявляемые к трансформатору и кабельному хозяйству, потому что есть возможность понизить расчетную мощность трансформатора и ЛЭП с помощью выработки реактивной мощности только лишь по месту ее потребления. Кроме того, установка устройства, компенсирующего реактивную мощность, позволяет в значительной мере совершенствовать параметры э/сети, такие как:  улучшение синусоидальности, снижение гармоники и уменьшение скачков напряжения.

На сегодняшний день имеются действительные экономические, а также технические предпосылки для установки устройств, компенсирующих реактивную мощность (УКРМ). Причиной тому является возможность снижения потерь э/энергии, обеспечения нормальной работы энергосистем в послеаварийных режимах, повышения пропускной способности на линиях электропередач и пр. Экономически обоснованным является использование УКРМ на промышленных предприятиях, если присутствуют нелинейные и резкопеременные нагрузки (прокатные станы, дуговые печи и пр.).

В таком случае УКРМ могут гарантировать качество э/энергии, а также повышать производительность. К примеру, применяя статический тиристорный компенсатор, можно добиться сокращения на 7-9% времени плавки металла в печах.