Reaktiv effektkompensation är en riktad påverkan på balansen mellan reaktiv effekt i elkraftsystemets nod för att reglera spänningen och i distributionsnät för att minska elförlusterna [1] . Det utförs med hjälp av kompensationsanordningar . För att upprätthålla de erforderliga spänningsnivåerna i noderna i det elektriska nätverket, måste förbrukningen av reaktiv effekt tillhandahållas av den erforderliga genererade effekten, med hänsyn till den nödvändiga reserven. Den genererade reaktiva effekten är summan av den reaktiva effekten som genereras av kraftverkens generatorer och den reaktiva effekten av kompensationsanordningar placerade i det elektriska nätverket och i de elektriska installationerna hos konsumenter av elektrisk energi.
Kompensation för reaktiv effekt är särskilt relevant för industriföretag, vars huvudsakliga elektriska konsumenter är asynkronmotorer , vilket leder till att effektfaktorn utan att vidta kompensationsåtgärder är 0,7–0,75. Åtgärder för reaktiv effektkompensation på företaget tillåter:
Växelström flyter genom tråden i båda riktningarna, helst bör lasten assimilera och bearbeta den mottagna energin. Vid oöverensstämmelse mellan generatorn och konsumenten flyter strömmar samtidigt från generatorn till lasten och från lasten till generatorn (lasten returnerar den tidigare lagrade energin). Sådana förhållanden är möjliga endast för växelström om det finns något reaktivt element i kretsen som har sin egen induktans eller kapacitans. Ett induktivt reaktivt element tenderar att hålla strömmen som flyter genom det oförändrat, och ett kapacitivt element tenderar att hålla spänningen. Genom ideala resistiva och induktiva element flyter den maximala strömmen vid noll spänning på elementet och omvänt appliceras den maximala spänningen på element som har en kapacitiv karaktär, vid en ström som flyter genom dem nära noll.
En betydande del av den elektriska utrustningen i alla företag består av enheter, en förutsättning för den normala driften av vilka är skapandet av magnetiska fält i dem, nämligen: transformatorer, asynkronmotorer, induktionsugnar och andra enheter som kan beskrivas allmänt. som "induktiv belastning". Mycket mindre vanligt förekommande är enheter som lagrar energi, vilket generellt kan betraktas som en kapacitiv belastning.
Eftersom en av egenskaperna hos induktansen är förmågan att hålla strömmen som flyter genom den oförändrad, när belastningsströmmen flyter, uppstår en fasförskjutning mellan strömmen och spänningen (strömmen "släpar" efter spänningen med en fasvinkel). Olika tecken på ström och spänning under fasförskjutningsperioden leder som ett resultat till en minskning av energin hos elektromagnetiska induktansfält, som fylls på från nätverket. För de flesta industrikonsumenter innebär detta följande: längs näten mellan elkällan och konsumenten strömmar förutom aktiv energi som gör nyttigt arbete också reaktiv energi som inte gör nyttigt arbete. Aktiva och reaktiva energier utgör den totala energin , medan andelen aktiv energi i förhållande till totalen bestäms av cosinus för fasvinkeln mellan ström och spänning -cosφ . Men när den flyter genom kablarna och lindningarna i motsatt riktning, minskar den reaktiva strömmen, inom deras bärförmåga, andelen av den aktiva strömmen som flyter genom dem, samtidigt som den orsakar betydande ytterligare förluster i ledarna för uppvärmning - aktiva förluster. I fallet när cosφ = 1 kommer all energi att nå konsumenten. I fallet med cosφ = 0 kommer strömmen i tråden att fördubblas, eftersom samma ström kommer att flyta åt båda hållen samtidigt. I detta läge förbrukas inte aktiv effekt av belastningen, förutom för uppvärmning av ledarna.
Således tar lasten emot och levererar nästan all energi till nätet och det uppstår en situation där konsumenten tvingas betala för energi som faktiskt inte användes. Till skillnad från induktiva element tenderar kapacitiva element (som kondensatorer) att hålla spänningen över sina terminaler konstant, det vill säga för dem "leder" strömmen spänningen. Eftersom mängden förbrukad elektricitet aldrig är konstant och kan förändras inom ett betydande intervall under en ganska kort tidsperiod, så kan alltså förhållandet mellan aktiv energi som förbrukas och total energi (cosφ) också ändras. I detta fall, ju lägre aktiv belastning för konsumenten är, desto lägre är värdet på cosφ. Av detta följer att utrustning behövs för att kompensera för reaktiv effekt (se artikeln Compensating devices ), vilket ger cosφ-reglering beroende på utrustningens ändrade driftsförhållanden. Smidig reglering av cosφ tillhandahålls av synkronmotorer och synkrona kompensatorer, stegvis reglering tillhandahålls av reaktiva effektkompensationsenheter (RPC), som som regel består av batterier av kapacitiva element (kondensatorer), kopplingsutrustning och styrenheter. Funktionsprincipen för UKRM är att ansluta till nätverket det antal kondensatorer som krävs vid en given tidpunkt för ett känt momentant värde på reaktiv effekt.
| Kvaliteten på elektrisk energi | |
|---|---|