Все потребляющие электрическую энергию устройства с принципом работы, основанным на использовании магнитного поля, потребляют активную энергию и вырабатывают реактивную. Это электродвигатели, трансформаторы, дроссели и так далее.
Активная энергия превращается в механическую и прочие виды, одновременно с ней, вырабатывающаяся реактивная способствует потерям и снижению напряжения во всех узлах энергосети, но она нужна для образования магнитных полей, чтобы оборудование работало. Реактивная энергия негативно воздействует на активную мощность, перегружает сети и снижает их пропускную способность.
На предприятиях, не использующих компенсацию реактивной энергии:
увеличивается потребление энергии, возрастают потери во всех звеньях энергосистемы;
снижается коэффициент мощности всех элементов;
увеличивается реактивная нагрузка;
снижается уровень активной мощности;
нарушается нормальная работа электрооборудования;
снижается частота вращения электродвигателей, что уменьшает их производительность, а, следовательно, и качество выпускаемой продукции;
необходимо увеличивать сечение проводов для роста тока в сети, а это приводит к финансовым затратам;
увеличиваются счета за электричество, оборудование быстрее изнашивается и так далее.
Для сокращения затрат в промышленности необходимо компенсировать реактивную энергию. С этой целью используются конденсаторные установки. В их основе контакторы и тиристорные устройства. Они комплектуются:
батареями статических конденсаторов;
синхронными двигателями и компенсаторами;
конденсаторными и фильтрокомпенсирующими установками;
статическими тиристорными компенсаторами;
шунтирующими реакторами и так далее.
Чтобы компенсация реактивной мощности была эффективной, используют продольное и поперечное подключение КУ. Разберем их более подробно.
Последовательное подключение в линию электропередач емкостного сопротивления называют продольной компенсацией. Она снижает потери в напряжении, а также повышает эффективность функционирования электросети.
Продольная компенсация реактивной энергии (при автоматическом регулировании напряжения), предусматривает последовательное подключение КУ через вольтодобавочный или разделительный трансформаторы. Благодаря этому обеспечивается снижение колебаний напряжения, симметричное напряжение в шинах, а также повышается уровень напряжения в электроприемниках.
Параллельное соединение компенсирующих устройств в индуктивных и емкостных цепях называют поперечной компенсацией. Она снижает ток нагрузки и потери активной мощности, в результате чего увеличивается напряжение в сети. Для эффективности поперечной компенсации целесообразно подключать конденсаторы максимально близко к потребителям энергии.
Среди преимуществ поперечной компенсации выделяют:
простоту подключения и невысокую стоимость;
малые потери активной энергии;
доступность используемых материалов.
Для максимальной эффективности КУ целесообразно оборудовать продольную и поперечную компенсацию одновременно. Таким образом:
увеличивают передаваемую по линиям энергию;
снижают потери активной мощности;
повышают стабильность энергосистемы;
нормализуют качество энергии в сети.
Самое главное преимущество использования продольной и поперечной компенсации реактивной мощности на предприятии — энергосбережение. Как следствие, сокращаются расходы по счетам за электроэнергию и на ремонт дорогостоящего оборудования.
