Где не требуется компенсация реактивной мощности

Компенсация реактивной мощности как средство сокращения затрат

В последние годы наблюдается значительный рост производства и развитие инфраструктуры городов. В связи с этим увеличивается число и мощности электроприемников, использующихся на производствах в основных технологических и вспомогательных циклах, а объекты инфраструктуры применяют все большее количество осветительных аппаратов для рабочего освещения, рекламы и дизайна. Соответственно увеличивается потребляемая электрическая мощность.

В зависимости от вида используемого оборудования нагрузка подразделяется на активную, индуктивную и емкостную. Наиболее часто потребитель имеет дело со смешанными активно-индуктивными нагрузками. Соответственно, из электрической сети происходит потребление как активной, так и реактивной энергии.

Активная энергия преобразуется в полезную – механическую, тепловую и пр. энергии. Реактивная же энергия не связана с выполнением полезной работы, а расходуется на создание электромагнитных полей в электродвигателях, трансформаторах, индукционных печах, сварочных трансформаторах, дросселях и осветительных приборах. Показателем потребления реактивной энергии (мощности) является коэффициент мощности сos j . Он показывает соотношение активной мощности Р и полной мощности S, потребляемой электроприемниками из сети:

Значения коэффициента мощности нескомпенсированного оборудования приведены в табл. 1, а усредненные значения коэффициента мощности для систем электроснабжения различных предприятий – в табл. 2. В оптимальном режиме показатель должен стремиться к единице и соответствовать нормативным требованиям.

Таким образом, видно, что при отсутствии компенсации реактивной мощности потребитель переплачивает за потребление реактивной энергии 30–40% общей стоимости.

Срок окупаемости конденсаторных установок можно оценить следующим образом:

где З₁ – стоимость конденсаторной установки, руб.;

З₂ – затраты на электроэнергию без компенсации, руб./мес.;

З₃ – затраты на электроэнергию при применении конденсаторных установок, руб./мес.

Применение конденсаторных установок

Основы компенсации реактивной мощности

Реактивный ток дополнительно нагружает линии электропередачи, что приводит к увеличению сечений проводов и кабелей и соответственно к увеличению капитальных затрат на внешние и внутриплощадочные сети. Реактивная мощность наряду с активной мощностью учитывается поставщиком электроэнергии, а следовательно, подлежит оплате по действующим тарифам, поэтому составляет значительную часть счета за электроэнергию.

Наиболее действенным и эффективным способом снижения потребляемой из сети реактивной мощности является применение установок компенсации реактивной мощности (конденсаторных установок). Наглядно это представленно на рисунке.

Использование конденсаторных установок позволяет:

— разгрузить питающие линии электропередачи, трансформаторы и распределительные устройства;

— снизить расходы на оплату электроэнергии;

— при использовании определенного типа установок снизить уровень высших гармоник;

— подавить сетевые помехи, снизить несимметрию фаз;

— сделать распределительные сети более надежными и экономичными.

На практике коэффициент мощности после компенсации находится в пределах от 0,93 до 0,99.

Виды компенсации

Единичная компенсация

предпочтительна там, где:

— требуется компенсация мощных (свыше 20 кВт) потребителей;

— потребляемая мощность постоянна в течение длительного времени.

Групповая компенсация

применяется для случая компенсации нескольких расположенных рядом и включаемых одновременно индуктивных нагрузок, подключенных к одному распределительному устройству и компенсируемых одной конденсаторной батареей.

Единичная компенсация

Групповая компенсация

Централизованная компенсация

Для предприятий с изменяющейся потребностью в реактивной мощности постоянно включенные батареи конденсаторов не приемлемы, т. к. при этом может возникнуть режим недокомпенсации или перекомпенсации. В этом случае конденсаторная установка оснащается специализированным контроллером и коммутационно-защитной аппаратурой. При отклонении значения сos j от заданного значения контроллер подключает или отключает ступени конденсаторов. Преимущество централизованной компенсации заключается в следующем: включенная мощность конденсаторов соответствует потребляемой в конкретный момент времени реактивной мощности без перекомпенсации или недокомпенсации.

Централизованная компенсация

При выборе конденсаторной установки требуемая мощность конденсаторов может определяться как

где tg j ₁ – коэффициент мощности потребителя до установки компенсирующих устройств;

tg j ₂ – коэффициент мощности после установки компенсирующих устройств (желаемый или задаваемый энергосистемой коэффициент).

где E_w – показания счетчика активной энергии, кВт•ч;

E_q – показатель счетчика реактивной энергии, кВАр•ч;

T – период снятия показаний счетчиков электроэнергии, ч.

Технико-экономический эффект, ожидаемый в результате применения конденсаторных установок, представлен в табл. 3.

Конденсаторные установки компенсации реактивной мощности

Для реализации задачи компенсации реактивной мощности на стороне 0,4 кВ ЗАО «ЭТМ» рекомендует использовать и предлагает к поставке конденсаторные установки типа УК, УКМ58, УКМ70 и УКМФ71, на стороне 6,3 и 10,5 кВ – установки типа УКЛ(П)-56 производства ЗАО «Электро-интернешнл». Данные конденсаторные установки являются наиболее адаптированными к требованиям российских энергосетей и потребителей. На протяжении длительного срока эксплуатации они зарекомендовали себя как качественное, надежное оборудование, позволяющее решать любые задачи компенсации реактивной мощности.

В зависимости от типоисполнения установки изготавливаются в различном конструктивном исполнении и комплектации (табл.4).

Преимущества установок обуславливаются использованием:

— самовосстанавливающихся сегментированных конденсаторов, что обеспечивает их надежность, долговечность и низкую стоимость при профилактических и ремонтных работах;

— специальных контакторов опережающего включения, увеличивающих срок службы контакторов;

— специальных контроллеров нескольких типов, обеспечивающих автоматическое регулирование cosj, в том числе с возможностью передачи данных на PC и возможностью контроля в сети высших гармоник тока и напряжения;

— индикации при неисправностях;

— фильтра высших гармонических;

— эмалевой или порошковой окраски (по желанию заказчика).

По желанию заказчика возможно изготовление и поставка конденсаторных установок напряжением 0,4 кВ, мощностью до 1 200 кВАр.

Вся продукция имеет соответствующие сертификаты.

ООО «ЭТМ» является официальным представителем завода «Электро-интернешнл» и предлагает услуги по расчету требуемой установки по заданным параметрам, поставке оборудования и отгрузке продукции со склада.

Поделиться статьей в социальных сетях:

Источник

Где необходима компенсация реактивной мощности?

Одним из основных направлений сокращения потерь электроэнергии и повышения эффективности электроустановок промышленных предприятий является компенсация реактивной мощности с одновременным повышением качества электроэнергии непосредственно в сетях предприятий. Чем ниже коэффициент мощности cos(ф) при одной и той же активной нагрузке электроприемников, тем больше потери мощности и падение напряжения в элементах систем электроснабжения. Поэтому следует всегда стремиться к получению наибольшего значения коэффициента мощности.

Для решения этой задачи применяются компенсирующие устройства, называемые установками компенсации реактивной мощности (КРМ, или УКМ-58), основными элементами которых являются конденсаторы. Применение установок КРМ (УКМ-58) позволяет исключить оплату за потребление из сети и генерацию в сеть реактивной мощности, при этом суммы платежа за потребляемую энергию, определяемые тарифами энергосистемы, значительно сокращаются.

Применение установок КРМ (УКМ-58) эффективно на предприятиях, где используются станки, компрессоры, насосы, сварочные трансформаторы, электропечи, электролизные установки и прочие потребители энергии с резкопеременной нагрузкой, то есть на производствах металлургической, горнодобывающей, пищевой промышленности, в машиностроении, деревообработке и производстве стройматериалов – то есть везде, где из-за специфики производственных и технологических процессов значение cos(ф) колеблется от 0,5 до 0,8.

Применение установок необходимо на предприятих, использующих:

Асинхронные двигатели (cos(ф)

0.7)
Асинхронные двигатели, при неполной загрузке (cos(ф)

0.5)
Выпрямительные электролизные установки (cos(ф)

0.6)
Электродуговые печи (cos(ф)

0.6)
Индукционные печи (cos(ф)

0.2-0.6)
Водяные насосы (cos(ф)

0.8)
Компрессоры (cos(ф)

0.7)
Машины, станки (cos(ф)

0.5)
Сварочные трансформаторы (cos(ф)

0.4)
Лампы дневного света (cos(ф)

Применение установок эффективно в производствах:

0.6-0.7)
Хлебопекарное (cos(ф)

0.6-0.7)
Лесопильное (cos(ф)

0.55-0.65)
Молочное (cos(ф)

0.6-0.8)
Механообрабатывающее (cos(ф)

0.5-0.6)
Авторемонтное (cos(ф)

0.7-0.8)
Пивоваренный завод (cos(ф)

0.6)
Цементный завод (cos(ф)

0.7)
Деревообрабатывающее предприятие (cos(ф)

0.6)
Горный разрез (cos(ф)

0.6)
Сталелитейный завод (cos(ф)

0.6)
Табачная фабрика (cos(ф)

0.8)
Порты (cos(ф)

Снижение величины полной мощности при компенсации*:

cos(ф) без компенсации	Снижение величины полной мощности при компенсации до cos(ф) = 0,95
0,95	0%
0,90	5%
0,85	11%
0,80	16%
0,75	21%
0,70	26%
0,65	32%
0,60	37%

* — данные получены на основании обобщенного опыта эксплуатации установок КРМ (УКМ-58).

отрасли	тип компенсации
автомобильная промышленность			компенсационные регулировочные системы, цепи пассивных фильтров, активные фильтры
контейнерные терминалы			динамические компенсационные системы, активные фильтры
бумажная промышленность			компенсационные регулировочные системы, цепи пассивных фильтров
цементная промышленность			индивидуальная компенсация двигателей, компенсационные регулировочные системы
химическая промышленность			компенсационные фиксированные каскады, цепи фильтров для электролизов
газовые компрессоры			многокаскадные системы в виде цепи фильтров
ветровые и солнечные парки			компенсационные регулировочные системы, с дросселями или схемами блокировки
прокатные станы			динамические компенсационные системы с цепями фильтров
электростанции			многокаскадные системы в виде цепи фильтров

Дополнительная информация, консультации, цены

Мы предложим эффективное и экономичное решение. Воспользуйтесь опытом наших технических специалистов — заполните форму справа, или позвоните.

Расчет, производство и поставка конденсаторных установок. Установки компенсации реактивной мощности, в наличии и под заказ.

Менеджер
Долинов Евгений Игоревич (моб. 8-905-7896190)

Источник

Реальные и мнимые преимущества компенсации реактивной мощности

Компенсация реактивной мощности в потребительских сетях РФ. Экономическое стимулирование внедрения КРМ в России. Реальные выгоды от компенсации реактивной мощности.

Компенсация реактивной мощности «на местах» у потребителя по одной из наиболее целесообразных в каждой конкретной ситуации схем (централизованная, групповая, индивидуальная или комбинированная) остается самым эффективным и разумным способом снижения уровня энергозатрат и повышения качества передаваемой/потребляемой электроэнергии.

Вместе с тем, государство по факту не в состоянии обеспечить даже крупных потребителей электрической энергии установками компенсации реактивной мощности ни по схемам лизинга, ни с помощью государственных преференций — самим потребителям в виде действенных и ощутимых налоговых льгот, или банковским институциям для снижения кредитных ставок на целевые займы по приобретению установок КРМ. Т.е. пока проблема компенсации реактивной мощности на местах полностью выведена в плоскость потребителя, и каждый владелец нагрузки продолжает решать вопрос необходимости использования установок компенсации реактивной мощности, руководствуясь собственными критериями для оценки целесообразности принимаемого решения.

Экономическое стимулирование внедрения КРМ в России

Несмотря на формирование Новой России более десятилетия технические потери энергии из-за перетоков паразитной реактивной мощности компенсировались государством по «советской» методике путем введения добавок к базовому тарифу на электроэнергию. Отмена на рубеже веков «Правил пользования электрической и тепловой энергией» и ведение в действие N 184-ФЗ «О техническом регулировании» выбросило страну буквально в правовой вакуум, причем необязательными для исполнения стал целый ряд базовых государственных стандартов и стандартов организаций, среди которых СО 153-34.20.185-94, СО 153-34.20.118-2003 и СО 153-34.20.112 (Указания по выбору средств регулирования напряжения и компенсации реактивной мощности при проектировании электроснабжения сельскохозяйственных объектов и электрических сетей сельскохозяйственного назначения) формировали предметную базу для компенсации реактивной мощности на местах.

Несколько нормализовалась ситуация после 2004 года (Постановления Правительства Российской Федерации от 27 декабря 2004 г. N 861«Правила недискриминационного доступа к услугам по передаче электрической энергии и оказания этих услуг», от 31.08.2006 № 530«Правила розничного рынка электроэнергии и мощности, и порядка ограничения потребителей», № 530 «Об утверждении Правил функционирования розничных рынков электроэнергии в переходный период функционирования электроэнергетики», от 1 марта 2011 г. N 129 изменения к «Правилам технологического присоединения энергопринимающих устройств потребителей электрической энергии, объектов по производству электрической энергии, а также объектов электросетевого хозяйства, принадлежащих сетевым организациям и иным лицам, к электрическим сетям», а также Приказ министра промышленности и энергетики РФ № 49 от 22.02.2007 «Порядок расчета значений соотношения потребления активной и реактивной мощности для отдельных энергопринимающих устройств (групп энергопринимающих устройств) потребителей электрической энергии, применяемых для определения обязательств сторон в договорах об оказании услуг по передаче электрической энергии (договорах электроснабжения)»), хотя вся накопленная нормативно-правовая база в целом была ориентирована на сети низкого напряжения и основывалась на введении мало понятных стимулирующих добавок. Т.е. забытым остался сегмент потребителей в сетях среднего и высокого напряжения, где значительны используемые мощности и существенна выгода от компенсации реактивной мощности на местах.

Попытка выхода на масштабных потребителей реактивной мощности была сделана Правительством РФ в постановлении № 442 «О функционировании розничных рынков электрической энергии, полном и (или) частичном ограничении режима потребления электрической энергии» и «Основные положениями функционирования розничных рынков электрической энергии» (от 04.05.2012), а также проекте Постановления от 17.01.2014 «Об определении стоимости услуг по передаче электрической энергии с учетом оплаты резервируемой максимальной мощности», где помимо формализации новой терминологии (максимальная мощность, резервируемая максимальная мощность) установлен срок начала оплаты потребителями с электрическими нагрузками от 750 кВА резервируемой максимальной мощности (с 1 июля текущего года). Упрощенно суть вопроса –потребитель будет оплачивать по специальным тарифам при отсутствии данных о почасовых объемах потребления электроэнергиисовокупную максимальную мощность всех энергопринимающих устройств на объекте, а при наличии данных о почасовых объемах потребления электроэнергии — резервируемую максимальную мощность или разность между совокупной максимальной мощностью всех энергопринимающих устройств на объекте и потребленной мощностью согласно средств учета электроэнергии.

Т.е. с учетом обязательности включения в договора на поставку электроэнергии максимальной мощности, которая будет определяться сетевой организацией по суммарной максимальной мощности подключенных энергопринимающих устройств и даже при наличии средств учета почасовых объемов потребляемой электроэнергии владелец нагрузок с потреблением от 750 кВА реактивной мощности должен или использовать/не использовать, но оплачивать резервируемую максимальную мощность, или отказываться от части энергопринимающих устройств, перезаключая договор с поставщиком электроэнергии.

Реальные выгоды от компенсации реактивной мощности.

На текущий момент безусловным остается факт — компенсация реактивной мощности реально выгодна потребителю только в случае использования установок КРМ до границы балансовой принадлежности сети, причем экономическая, а вернее энергетическая выгода будет тем выше, чем ближе установка КРМ к потребляющей реактивную энергию нагрузке.

В отличие от ряда стран ЕС, где потребитель по факту может реализовать сэкономленную или производимую (из возобновляемых источников) электроэнергию, в России экономическая выгода от компенсации реактивной мощности нематериальная, т.е. имеет только условный денежный эквивалент и основывается на возможности снизить объемы заказываемой по договору полной мощности или наращивать реальную потребляемую активную мощность путем подключения дополнительной загрузки.

Вместе с тем, в существующей ситуации некорректно говорить о малой выгоде централизованной схемы компенсации реактивной мощности, поскольку КРМ на входе силовой линии на объект в значительной степени позволяет нивелировать недостатки компенсации реактивной мощности в распределительной сети электросетевой организации. Т.е. оптимальным вариантом для предприятия можно было бы считать использование комбинированной схемы компенсации реактивной мощности с КРМ на границе балансовой принадлежности (но со стороны потребителя) и оптимизированные «точечные» интеграции установок по индивидуальной или групповой схемах с максимальной приближенностью установки к потребляющей реактивную энергию нагрузке.

Централизованная на подстанции 10 (6)/0.4кВ: на стороне высшего напряжения 6(10) кВ,или на границе балансовой принадлежности

Наличие на объекте высоковольтных электродвигателей 6(10) кВ и/или равномерный график нагрузки

Возможность подключения к сборным шинам дополнительной мощности, повышение качества электроэнергии

Централизованная на подстанции 110 (35)/10 (6) кВ:
на стороне низшего напряжения(в случае если граница балансовой принадлежности проходит по стороне 110 (35) кВ)

Снижение активных потерь в трансформаторах 110 (35)/10 (6) кВ и токоведущих кабелях, возможность подключения дополнительной мощности

Повышение качества электроэнергии и увеличение пропускной способности сетей по объемам активной мощности

Централизованнаяна подстанции 10 (6)/0.4 кВ: настороне низшего напряжения 0,4 кВ

В узлах динамической нагрузки с широким диапазоном потребления реактивной мощности

Снижение активных потерь в трансформаторах 10 (6)/0,4 кВ и возможность подключения дополнительной мощности

Групповая на стороне низшего напряжения0,4 кВ

Группа однородных по характеру нагрузки потребителей

Снижение активных потерь в трансформаторах и питающих линиях, повышение стабильности сетевого напряжения

Индивидуальная (возле нагрузки) на стороне низшего напряжения 0,4 кВ

Единичный потребитель-нагрузка, коммутируемый отдельным выключателем

Снижение активных потерь во всей распределительной сети благодаря нивелированию перетоков реактивной мощности

Источник