Компенсиране на реактивна енергия (мощност)

Факторът на мощността (PF), или т.нар. COS Φ, (в зависимост от наличието на хармоници) описва съотношението между активната(kW) и пълната(kVА) енергия/мощност и е стандартният измерител за ефективността на една електрическата система.

• При фактор на мощността 0 ÷ 1,0 реактивната енергия се нарича – индуктивна
• При фактор на мощността 0 ÷ -1,0 реактивната енергия се нарича – капацитивна

Делът на реактивната енергия в общото потребление на енергия определя икономичността и екологичността при пренасянето, разпределението и използването на електроенергия. Компенсирането на реактивната енергия/мощност или COS Φ, означава, тя да се произвежда на място най-близко до самия потребител, при минимални загуби на активна енергия, а не да се доставя от генериращите мощности (ТЕЦ,ВЕЦ,АЕЦ), и да се заплаща без да извършва работа и влошава качеството на енергията.

Вредни последствия при некомпенсиране на Реактивната енергия/мощност

Когато се произвежда в централите, реактивната енергия, натоварва допълнително преносната, разпределителната мрежа , трансформаторите и прекъсвачите с реактивен ток, това води до:

При производство на реактивна енергия на място при потребителя се избягват негативните последствия като ефектът в зависимост от характера на товара могат да стигнат до 50%.

Фирма ЙОНЕЛКО ЕООД от дълги години е специализирана в компенсирането на реактивна енергия и има богат опит в различните начини на компенсация. Фирмата е вносител на водещите немски производители на кондензаторни батерии и дросели (индуктивности, шунт реактори) ELECTRONOCON и контролери(cosF регулатори) за регулиране на реактивна енергия BELUK.С тяхна помощ и опит изграждаме съвременни и надеждни компенсиращи мощности, съобразени с нуждите на клиентите и техническата ситуация.Предлагаме изцяло нови компенсиращи мощности, така и рехабилитация на стари и решения съобразени с бюджета на клиента.

Източници на индуктивна енергия

Индуктивната енергия се проявява при наличието на индуктивни товари - двигатели, дросели, трансформатори и др. Имая на всякъде и в промишлеността и в бита, но се отчита и заплаща само в промишлеността.

Как се компенсира индуктивната енергия

Индуктивната енергия се компенсира чрез ККУ (комплектни кондензаторни уредби). Те са изградени от:

• трифазни силови кондензатори
• специални капацитивни контактори
• контролер(cos f регулатор)
• KKУ – комплектна кондензаторна уредба

При наличие на хармоници се използват усилени батерии или дроселирани ККУ (комбинация батерии и филтър за хармоници).

Ползи от компенсирането на индуктивната енергия

• При правилно оразмерена и управлявана компенсираща уредба не се заплащат надценки на ЕРП
• Разтоварват се кабели и трансформатори от преноса на индуктивна енергия и увеличава капацитета за пренос на активна
• Облекчава се комутацията на контактори и автомати и се удължава живота им
• Намаляват се топлинните загуби и стареенето на изолацията
• Екологична-произвежда се на място, няма загуби при производството и преноса, като се намаляват парниковите газове отделяни при производство на ток и топлинните загуби.

Щети от некомпенсирана индуктивната енергия

• Понижаване на напрежението в мрежата на абоната
• Претоварване на кабели, трансформатори и прекъсвачи
• Топлинни загуби, стареене на изолацията и намаляване живота на апаратурата
• Загуби от аварии и престои
• Екологични щети

Компенсиране на реактивна енергия при налие на хармоници в захранващо напрежение

Нарастващото използване на консуматори с нелинейна характеристика (напр. силова електроника, честотни управления, UPS, инвертори и др.), предизвиква увеличаване на хармонично натоварване на мрежата.

Хармониците водят до изкривяване синосуидата на тока и напрежението, с честоти кратни на честотата на мрежата (50 или 60 Hz ). На практика, до 50-ти хармоник са от значение. Най-голям проблем за 50 Hz мрежи и съоръжения имат от третия (150 Hz), 7 (350 Hz), 11 (550 Hz) до 19 хармоници.

Общото ниво на хармоници е даден в %-THD или THD I (тотални хармонични изкривявания по напрежение и по ток). Колкото по-високи са THDU или THDI, толкова по-голямо е хармоничното натоварване на системата.

Високите честоти (над 50)Hz, водят до промяна стойността на електрическите величини, C, L, Z а от тук и мощността, въртящия момент, Un на импулсни захранвания и др.

• Увеличените разходите за енергия от повишени топлинни загуби.
• Нарушена работата на комуникационни и контролни средства.
• Променлив въртящ момент и неравномерна работа на електрическите машини.

При кондензаторите, Висшите Хармоници влияят пряко върху:

• Капацитета на кондензаторите
• Напрежението приложено върху кондензаторите
• Повишаване на температурата на консензаторите

Тези фактори променят инсталираната кондензаторна мощност, съкращават експлоатационния живот на ККУ и увеличават нивата на хармоници в мрежата .
За да избегнем това, в зависимост от нивото на Хармонично замърсяване се инсталират:

• Антирезонансни филтри
• Усилени кондензаторни батерии

Често имаме потребители с бързо променящи се товари, заваръчни машини, кранове, смесители и др. Обикновено това са потребители на индуктивна енергия.

Вследствие на това имаме рязка промяна на индуктивната реактивна енергия/мощност и рязко влошаване на фактора на мощността COS F. Овладяването на този динамичен процес е от 1 – 10 ms. Не може да се извърши с традиционните регулатори на COS F, с релейни изходи и капацитивни контактори. За решаване на проблема се използват регулатори за COS F с тиристорни изходи и тиристорни ключове вместо капацитивни контактори с общо време за включване/изключване 4 – 10 ms.

Необходимо е да се компенсират динамичните натоварвания с реактивна мощност поради следните причини:

• Рязко увеличение на тока - свръх ток
• Рязко увеличение на отклонението на напрежението
• Несиметрия в захранващата мрежа
• Трептения в мрежата
• Брак на продукция
• Повреди в оборудването

Съвременните сгради и методи на производство на енергия повишават нуждата от компенсиране на капацитивна енергия.

Източници на отдадена (генерирана) капацитивна:

• При дълги захранващи линии ,които не са собственост на ЕРП и отчитането е в точката на присъединяване на СН, когато са слабо или не натоварени(нощно време, почивни и празнични дни).
• Използването на шиноразпределителни мостове в съвременните бизнес и търговски центрове.
• Съществуват и частни случаи В ЗАВИСИМОСТ ОТ ХАРАКТЕРИСТИКИТЕ НА ТОВАРА.(UPS, инвертори, LED осветление и др.)

Как се компенсира генерираната капацитивна енергия

За разлика от компенсиране на индуктивна енергия компенсирането на капацитивна е много по-скъпо и сложно.

• За компенсирането на капацитивна енергия най-често се използват трифазни дросели (Шунт Реактори) на ниско напрежение със суха изолация.
• Компенсирането на реактивната капацитивна енергия на ниво СН е по-скъпо и сложно, необходимите реактори, прекъсвачи на С.Н. са скъпи, оправдани са при, големи единични мощности и сравнително постоянни товари. При променливи товари те са скъпи и трудно управляеми.
• Високата цена, и скъпото комутиране на Шунт Реакторите, най-целесъобразно е компенсирането на капацитивната енергия да се извършва на страна ниско напрежение и при минимален брой стъпки.
• Ние предлагаме контролери за управление на индуктивности за батерии от Шунт Реактори. Изборът на, упраляеми на стъпки Реактори или един Реактор е въпрос на исложни изчисления за икономическа оценка.