Компенсация реактивной мощности на промышленных предприятиях.

ВВЕДЕНИЕ
Развитие электрификации народного хозяйства приводит к росту потребления реактивной мощности в узлах нагрузки электрических систем. Концентрация производства
электроэнергии на мощных электростанциях увеличивает дальность передачи энергии
к узлам нагрузки и вызывает значительные потери в электрических сетях, что, как правило, экономически нецелесообразно. В то же время генерация реактивной мощности
может достаточно просто производиться в местах ее потребления.
Вышеизложенное обусловило актуальность выбранной темы.
Целью данной работы является изучение компенсации реактивной мощности на промышленных предприятиях.
В соответствии с поставленной целью необходимо решить ряд задач, таких как:
рассмотреть компенсацию реактивной мощности и ее источники;
охарактеризовать компенсацию реактивной мощности на шинах 0,4 кВ цеховых
трансформаторных подстанций и уточнение их нагрузки;
проанализировать компенсацию реактивной мощности в электросетях промышленных предприятий с электроприемниками, имеющими нелинейную вольт-амперную
характеристику.
Объектом исследования является компенсация реактивной мощности на промышленных предприятиях, предметом – особенности ее реализации.
Структура работы обусловлена целью и задачами исследования. Данная работа состоит
из введения, двух глав, заключения и списка использованных источников.
1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ КОМПЕНСАЦИИ РЕАКТИВНОЙ
МОЩНОСТИ
1.1 Компенсация реактивной мощности и ее источники
Для генерирования реактивной мощности используются: генераторы, компенсаторы и
синхронные двигатели, а также конденсаторные батареи (конденсаторы). Синхронные
генераторы, расположенные на электростанциях, являются естественным источником
реактивной мощности с высокой мощностью и низкими издержками производства.
Концентрация электростанций вблизи источников природных ресурсов, необходимых
для их снабжения, приводит к тому, что реактивная мощность передается на значительные расстояния для конечных потребителей, что является неэкономичным и вызывает технические трудности. Синхронные компенсаторы обычно имеют мощность от
десятка до нескольких десятков Мвар. Они могут быть установлены в больших центрах
реактивной мощности. Инвестиционные расходы, связанные с установкой компенсаторов, зависят от их мощности — чем мощнее машина, тем ниже ее стоимость. Однако
большие потери активной мощности в синхронных компенсаторах делают менее рентабильными для производства реактивной энергии по сравнению с конденсаторами. Синхронные двигатели являются экономически более выгодным источником реактивной
мощности. Условие рентабельности — это его работа под нагрузкой, когда двигатель
работает, а не когда машина работает без механической нагрузки [1].
Из приведенных выше емкостных методов конденсаторные установки обычно являются наиболее экономичным источником реактивной мощности. В то же время у них есть
много ценных преимуществ, например:
возможность установки практически в любом месте сети;
они могут быть подключены как к сетям низкого и среднего напряжения, так и к
высоковольтным сетям, а также устанавливаться в помещении или на открытом воздухе и не требуют специальных фундаментов;
легко адаптировать размер установки к существующему спросу: вы можете
установить, например, один конденсатор мощностью менее 1 квар или батарею, состоящую из многих конденсаторных блоков с общей мощностью даже 100 Мвар;
очень низкие потери активной мощности;
простая сборка и мало трудоемкое обслуживание [2].
Вышеупомянутые преимущества конденсаторов позволяют устанавливать их вблизи
нагрузок в качестве источников, адаптированных к существующей потребности в реактивной мощности в данной точке сети. Таким образом, почти избегая передачи реактивной мощности, можно реализовать экономически выгодную идею местной генерации этой мощности в большом количестве распределенных источников, которые представляют собой конденсаторы, установленные как на промышленных предприятиях,
так и в профессиональных сетях электроснабжения.
Компенсация реактивной мощности в энергосистеме состоит в объединении приемников энергии, так что характер сети соответствует требованиям для поддержания правильных параметров сети. Вообще говоря, неблагоприятный коэффициент мощности,
возникающий из-за большой доли индуктивных нагрузок, может быть ограничен (компенсирован) за счет включения емкостных приемников в сеть (или наоборот в случае
доминирования емкостных нагрузок).
На практике существует два способа компенсации реактивной мощности в электрических сетях: естественный метод улучшения параметров сети и искусственный способ ее
компенсации. Для силовых сетей с небольшим количеством индуктивных нагрузок
естественный метод может быть достаточным для поддержания определенных параметров сети, особенно когда эти требования малы. В больших, больших и сложных