В нашем мире, где потребность в электрической энергии постоянно растёт, эффективное использование энергии должно быть одним из наших главных приоритетов. Эффективное использование энергии — это процесс выполнения той же работы с меньшими затратами энергии без каких-либо потерь.

Энергия теряется от точки её производства до точки потребления. Одной из таких потерь являются потери, вызванные реактивной мощностью, потребляемой электрическими нагрузками.

Что такое реактивная мощность?

Нагрузки с емкостным или индуктивным характером в соответствии со своими энергетическими потребностями потребляют из сети активный, емкостный и индуктивный ток.

Если между током, потребляемым из сети, и напряжением сети нет фазового сдвига, используемая мощность является активной мощностью

Если ток, потребляемый из сети, опережает напряжение на 90 градусов, используемая мощность является емкостной мощностью.

Если напряжение, потребляемое из сети, опережает ток на 90 градусов, используемая мощность является индуктивной мощностью.

Как видно, величины емкостных и индуктивных токов векторны и направлены противоположно друг другу. То есть использование в системе, где присутствует емкостной ток, нагрузки, потребляющей индуктивный ток, приблизит суммарную реактивную мощность в этой системе к 0.

Реактивная мощность — это компонент мощности, который не выполняет полезной работы в системе, а лишь создаёт магнитное поле, необходимое для работы реактивных нагрузок, и, по сути, является нежелательной составляющей мощности; именно поэтому в системы интегрируется компенсация реактивной мощности.

Что такое компенсация реактивной мощности?

Компенсация реактивной мощности — это процесс приближения суммарной реактивной мощности к «0». Для этого после определения имеющейся в системе реактивной и активной мощности задаётся значение, до которого будет доведён коэффициент мощности (обычно 0,95), и формируется компенсационный щит. Для предприятий с преобладанием емкостной нагрузки в компенсационном щите используется индуктивный нагрузочный реактор (шунтирующий реактор), а на предприятиях с преобладанием индуктивной нагрузки в компенсационном щите используются конденсаторы.

Емкостные нагрузки

Электронные балласты

Длинные подземные кабели

UPS

Электронные устройства (из-за используемых внутри конденсаторов)

Конденсаторы

Индуктивные нагрузки

Электродвигатели

Механические балласты

Трансформаторы

Катушки

Каковы преимущества компенсации реактивной мощности?

В установке, где компенсация не выполнена и присутствует реактивная мощность, поскольку помимо активной мощности из сети будет потребляться ток и для реактивной мощности, возникнет передача тока сверх необходимого. Последствия этого в системе:

Перегрев кабелей, увеличение сечения кабелей

Падение напряжения

Нагрев трансформаторов, недостаточная мощность трансформаторов и генераторов

Снижение пропускной способности передачи энергии и эффективности

Оплата платы за реактивную энергию

наряду с такими материальными потерями приводит к проблемам, которые могут вызвать сбои в системе.

Продукты, используемые в системах компенсации

В системах компенсации по необходимости используются реле управления реактивной мощностью, трансформатор тока, автоматический выключатель, компенсационный контактор, конденсатор, драйвер индуктивной нагрузки, статический контактор, шунтирующий реактор, гармонические фильтры.

Реле управления реактивной мощностью, измеряя информацию о токе, получаемую через трансформаторы тока, и информацию о напряжении, получаемую непосредственно с шин, определяют данные о активной, индуктивной и ёмкостной мощности электрической системы. В соответствии с этими данными, в зависимости от индуктивной и ёмкостной реактивности, требуемой системе, они вводят в работу конденсаторы и/ или шунтирующие реакторы, приближая коэффициент мощности к 1. Конденсаторы подключаются через компенсационные контакторы, а шунтирующие реакторы — через драйверы индуктивной нагрузки или статические контакторы. Гармонические фильтры, в свою очередь, защищают системы, в которых возникают гармонические составляющие, от гармонических токов.

Методы компенсации

При создании системы компенсации следует учитывать характер нагрузки. Для различных групп нагрузок существуют разные виды компенсации.

1- Классическая компенсация

В классической компенсации, которая используется как наиболее распространённый метод, конденсаторы управляются через компенсационные контакторы, тогда как шунтирующие реакторы не используются.

Применяется в системах с индуктивными нагрузками. Низкая стоимость инвестиций и простота проектирования системы являются преимуществами классического метода компенсации.

2- Компенсация с приводом

Компенсация с приводом предназначена для систем с быстро меняющимися неустойчивыми ёмкостными нагрузками, при этом шунтирующие реакторы подключаются через драйверы индуктивной нагрузки.

В системах, где нагрузки быстро и нерегулярно включаются и отключаются, используется быстрое коммутационное свойство драйверов индуктивной нагрузки, а пользователю также предлагается более компактная конструкция распределительного шкафа.

3- Компенсация с тиристорным переключением

Разработана для систем с нагрузками, которые включаются и отключаются быстрее, чем в компенсации с приводом. Это системы, в которых конденсаторы переключаются тиристорами в точках, где напряжение равно 0V, без ожидания времени разряда конденсаторов. Таким образом, обеспечивается возможность быстрого переключения при нагрузках, которые очень часто включаются и отключаются, однако первоначальные инвестиционные затраты высоки.

4- Компенсация с гармоническим фильтром

Гармонические фильтры, разработанные для систем с гармоническими токами, в компенсационных системах подключаются последовательно с конденсаторами и выполняют функцию пассивной фильтрации гармоник.

Решения по компенсации Sigma Elektrik

SİGMA Elektrik стремится к тому, чтобы предприятия потребляли энергию более эффективно и качественно, благодаря комплексным решениям, которые она предлагает вместе с инновационной продукцией в области компенсации реактивной мощности и качества энергии.

SİGMA Elektrik предлагает для любых потребностей компенсации в промышленности реле контроля реактивной мощности, оснащенные новейшими технологиями, способные выполнять измерения до 63-й гармоники и одновременно с высокой точностью измерять более 100 параметров энергии

Дроссели индуктивной нагрузки (SVC), которые полностью согласованно работают с реле контроля реактивной мощности Sigma и обеспечивают точную компенсацию при быстро меняющихся нагрузках

Трансформаторы тока, способные удовлетворить любые потребности клиентов благодаря очень широкому ассортименту продукции

Компенсационные контакторы, обеспечивающие высокую стойкость и безопасность при прохождении пусковых токов,

Шунтирующие реакторы, разработанные как долговечные и устойчивые к тяжелым условиям эксплуатации

Предлагает широкий спектр решений по компенсации и качеству энергии с силовыми конденсаторами, безопасно работающими даже при высоких температурах.