КОМПЕНСАЦИЯ РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ Технические и технико-экономические условия снижения потребления реактивой мощности

Электроприемники переменного тока потребляют активную составляющую тока, которая идет на создание полезной работы: вращение механизмов, нагрев изделий, электролиз и т.д. Кроме того, электродвигателям, трансформаторам, индукционным печам, преобразовательным установкам и др. для работы необходимо переменное магнитное поле, которое создается реактивным током. Поэтому говорят, что эти электроприемники являются «потребителями реактивной мощности». Это выражение условно потому, что, как известно из теоретических основ электротехники, происходит не потребление, а обмен реактивной мощностью между генераторами и электроприемниками с двойной частотой без преобразования реактивной мощности в другие виды энергии. Ряд электроприемников, например выпрямители, потребляют реактивную мощность вследствие угла сдвига фаз между током и напряжением. Удельное потребление электроприемниками реактивной мощности в % активной составляет: 15—30 для силовых трансформаторов; 40- 120 для асинхронных двигателей; 45—100 для дуговых печей; 100— 2000 для индукционных печей; 180—200 для сварочных трансформаторов; 140—170 для газоразрядных ламп.

Процессы генерирования и потребления электроэнергии совпадают по времени — генерируемая в каждый момент времени мощность жестко определяется ее потреблением и наоборот. Из этого следует, что в электросистеме должен быть баланс активной и реактивной мощности:


Уравнение (19.2) называется техническим условием компенсации реактивной мощности, несоблюдение которого вызывает нарушение нормальной работы электросистемы.

При изменении баланса реактивной мощности на приемных шинах системы электроснабжения будет изменяться режим напряжения (рис. 19.1). Потребление реактивной мощности должно находиться в некоторых допустимых пределах 0—Qmax> что обеспечивает допустимый уровень напряжения U0 — Umin- Если реактивная мощность превысит значение Qmax, то напряжение снизится ниже допустимого Umin. Таким образом, с точки зрения поддержания необходимого режима напряжения у электроприемников необходим определенный баланс реактивной мощности, определяемый диапазоном Qmln — Qmax-


Кроме технических условий, имеется ряд технико-экономических условий уменьшения потоков реактивной мощности, которые заключаются в том, что снижение Q дает: уменьшение тока в передающих элементах сети, что приводит к возможности снижения площади сечения проводов и кабелей и экономии цветного металла

уменьшение полной мощности, что позволяет уменьшить число N или мощность ST.H0M трансформаторов, NST.H0M = У Р2 -f Q2//C3T; уменьшение потерь активной мощности, что вызывает снижение необходимой мощности генераторов электростанций [см. формулу (19.1)];

снижение потерь реактивной мощности, приводящее к снижению генерируемой реактивной мощности электростанциями и уменьшению активных потерь в генераторах на генерацию реактивной мощности [см. формулу (19.2)J;

снижение потерь энергии, позволяющее экономить топливо и энергоресурсы на электростанциях.