Реактивная мощность и ее компенсация. История вопроса.

// Электрика. — 2001. — № 6. — С.26-29.

ИСТОРИЯ КОМПЕНСАЦИИ РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ: КОММЕНТАРИЙ ГЛАВНОГО РЕДАКТОРА

Кудрин Б.И.

Проблема компенсации реактивной энергии и мощности возникла одновременно с применением на практике переменного и особенно трехфазного тока (для Т. Эдисона, электрифицировавшего Нью-Йорк в конце XIX века на основе постоянного тока, не существовало проблемы реактивной мощности с точки зрения ее компенсации). Для введения в проблему обратимся к К. Кругу (Основы электротехники, 1936). Рассматривая индуктивную катушку с постоянной индуктивностью L и сопротивлением r = 0 для цепи переменного тока iImsin ω t, он сделал вывод, что при отсутствии потерь в катушке происходит лишь периодический переход энергии извне к катушке (от энергетические системы к потребителю) и обратно (от потребителя к энергосистеме), т. е. средняя мощность равна нулю:

где UmIm — амплитуды напряжения и тока; U, I — эффективные значения напряжения и тока; π/2 — угол (фаза) отставания тока от напряжения.

Промежутки времени, в течение которых энергия извне сообщается индуктивной катушке, чередуются с такими же промежутками, когда эта энергия возвращается обратно, при этом ток возрастает от 0 до своей максимальной величины за четверть периода T. Эта реактивная энергия равна

Реактивная мощность представляет собой произведение реактивной слагающей напряжения (проекции вектора напряжения на направление, перпендикулярное направлению вектора тока) на величину тока:

Р1 = Q = U sin φ I,

где φ — угол, на который напряжение по фазе опережает ток; cos φ ‑ коэффициент мощности.

Таким образом, процессы намагничивания с накоплением энергии и размагничивания с отдачей энергии чередуются каждую четверть периода. Следовательно, абонент (потребитель) потребляет реактивную энергию от энергетические системы в течение 0,005 с, а в следующие 0,005 с он возвращает ее энергосистеме. За что же платить-то, если потребитель теоретически не расходует реактивную мощность?

Обратимся к истории вопроса. В начале индустриализации в 30-х годах Электропром предложил совмещать технико-экономические показатели компенсационных установок с показателями электрическогоснабжения предприятия. Действительно, протекающий реактивный ток вызывает потери мощности и энергии в линиях и трансформаторах как энергетические системы, так и потребителя. Минимизируя вес цветного металла на устройство системы электрическогоснабжения промышленного предприятия с учетом стоимости оборудования сетей, было подсчитано, например, что увеличение cos φ с 0,6 до 0,9 приводит к уменьшению мощности ПС на 14 % и уменьшению их числа на 26 %. Децентрализованная установка конденсаторов для высокого напряжения — всегда наивыгоднейшее экономическое решение.

Однако в то время приоритет отдавался промышленным предприятиям. Считалось допустимым для предприятия работать на границе раздела предприятие—энергосистема (6УР) с cos φ на уровне 0,85, полагая при этом устойчивыми установившиеся режимы синхронных генераторов локальных энергосистем. За повышение cos φ выше этой величины производилась скидка с тарифа, за понижение — надбавка (таблица). Был период, когда предприятие не поощрялось и не наказывалось, имея cos φ в пределах 0,92—0,95 при питании от сетевых районных ПС, сохраняя возможность работать с cos φ =0,85 при питании на генераторном напряжении с шин ТЭЦ (ГРЭС).

Правила применения существовавшей шкалы скидок и надбавок к тарифу на электроэнергию с учетом коэффициента мощности электроустановок действовали для потребителей, получающих электроэнергию от энергосистем и оплачивающих ее по двуставочному тарифу. Скидки и надбавки исчисляли с основной и дополнительной платы за электроэнергию. Размеры скидок и надбавок определяли за достигнутый потребителем средневзвешенный коэффициент мощности. Определение его величины производили на 6УР на основе показаний счетчиков активной и реактивной энергии.

Установку на предприятиях компенсирующего оборудования (статических конденсаторов, синхронных компенсаторов и др.) производили только с разрешения энергетические системы. Если она запрещала установку на предприятиях компенсирующего оборудования (что определялось режимом работы узла нагрузки), а коэффициент мощности электроустановок предприятий не достигал величины 0,85, то предприятие освобождалось от надбавки. Существовала особая нормируемая льгота, если предприятие с разрешения энергетические системы повышало средневзвешенный коэффициент мощности посредством синхронных компенсаторов (используя генераторы промышленных электрический станций или синхронизацию асинхронных двигателей).

Энергетическая Система разрешала отдельным предприятиям, питающимся от шин электрический станций, иметь пониженную величину коэффициента мощности в пределах 0,84-0,75, если использованы все возможности для улучшения коэффициента мощности за счет рационализации электрохозяйства, а установка компенсирующих устройств не допускалась вследствие избытка реактивной мощности.

Отдача в сеть энергетические системы потребителем или его блок-станцией излишней реактивной энергии производилась только с согласия энергетические системы с обязательным раздельным учетом получаемой и отдаваемой в сеть реактивной энергии. Отпуск в сеть оплачивала энергетическая система по плановой себестоимости потребителя, калькуляция согласовывалась с Министерство Энергетики.

Существовали утвержденные расчеты экономического эквивалента реактивной мощности, способы повышения коэффициента мощности за счет рационализации работы токоприемников, рекомендации по повышению коэффициента мощности с помощью компенсирующих устройств, области их применения с техническими характеристиками, достоинствами и недостатками. По установкам для компенсации реактивной мощности директивно рекомендовалась методика определения рентабельности, включающая необходимые расчетные формулы и численные значения капитальных и амортизационных затрат, удельных потерь, минимальных значений экономического эквивалента мощности.

При решении вопросов определения величины коэффициента мощности на 6УР следует учитывать, что двухполюсные отечественные турбогенераторы при номинальном напряжении имеют номинальный коэффициент мощности от 0,8 до 0,9 (широко распространенные на промышленных ТЭЦ генераторы серии ТВ и ТВФ номинальной мощностью от 30 до 60 МегаВт имеют номинальный cos φ = 0,8; генераторы 100—500 МегаВт могут работать номинально с cos φ = 0,85, лишь у костромского генератора 1200 МегаВт cos φ = 0,9). Следовательно, работа синхронных генераторов на потребителя с коэффициентом мощности 0,8—0,9 не является чрезвычайной. Если речь идет о возможности большей выдачи активной мощности генератором за счет меньшего объема реактивной, то, безусловно, в рыночных условиях — это не проблема потребителя, точнее, он не должен платить за это. То же относится и к потерям в сетях энергосистем, которые (несмотря на жесткий диктат энергосистем по отношению к потребителю и в части компенсации) остаются выше, чем в энергосистемах развитых стран. В 1999 г. они составили 11,4 % общего производства. С учетом 5 % расхода электрической энергии на собственные нужды ТЭС РФ на выработку электрической энергии шестая часть производства электрической энергии не доходит до потребителя. Заметим, что ежегодные затраты на компенсацию потерь электрической энергии определялись перемножением годовых потерь электрической энергии в сети с замыкающими затратами на электроэнергию в данной ОЭС.

Еще записи на эту же тему:



Страницы: 1 2 3

2 коммент. к “Реактивная мощность и ее компенсация. История вопроса.”

  • kvar-su | 19 Январь, 2011, 10:37

    Более подробно о компенсации реактивной мощности: расчет, виды компенсации, где она необходима, для чего нужна, теория и практика компенсации реактивной мощности (удалено )Информация актуальная и постоянно обновляется. Также можно задать вопрос специалистам по конденсаторному оборудованию для компенсации реактивной мощности.

  • admin | 19 Январь, 2011, 17:22

    Ребята пришлите нам материалы для публикации( интересные и оригинальные ) и честно заработаете свою авторскую ссылку )))

Оставить комментарий (Зарегистрируйтесь и пишите коментарии без CAPTCHи !)

 
© 2008-2017 EnergyFuture.RU Профессионально об энергетике. All rights reserved. Перепечатка материалов разрешается при условии установки активной гиперссылки на EnergyFuture.RU.