Основной нагрузкой в промышленных электросетях являются асинхронные электродвигатели и распределительные трансформаторы.
Эта индуктивная нагрузка. Включение такой нагрузки в цепь переменного тока приводит к отставанию тока по фазе от напряжения – возникает реактивная мощность. Она совершает колебательные движения по сети от нагрузки (асинхронного двигателя, трансформатора и т.д.) до генератора. Фактически оказывается, что вся сеть, помимо передачи активной мощности (совершающей полезную работу) оказывается нагруженной еще и реактивной мощностью. Эта самая реактивная мощность тоже нужна. Она создает электромагнитное поле, без которого не работают электродвигатели, трансформаторы… Однако гонять реактивную мощность по всей сети – плохое решение, так как из-за этого снижается пропускная способность сети, перегружаются трансформаторы и иное оборудование, падает напряжение. Более рационально – «запереть» реактивную мощность на небольшом участке между нагрузкой и устройством компенсации реактивной мощности. Как уже говорилось, нагрузка в сети в основном индуктивная, значит, компенсировать ее следует с помощью емкостей (конденсаторов), которые можно установить на подстанции, запитывающей предприятие или хоть в самом цехе, где работают асинхронные двигатели. К слову, если в сети преобладает емкостная нагрузка, ее компенсируют с помощью индуктивностей (дросселей и реакторов).
Установки для компенсации реактивной мощности (УКРМ) бывают регулируемые и нерегулируемые. Простейший вариант нерегулируемой УКРМ – батарея конденсаторов (см. фото в заголовке). Но нерегулируемое УКРМ в некоторых режимах работы сети может работать недостаточно эффективно или наоборот – вызвать перекомпенсацию (отстающий по фазе ток не только «догонит», но и «перегонит» напряжение, а в результате опять же возникнет реактивная мощность). Регулируемые же установки хороши тем, что отслеживают изменение в электросети в динамическом режиме. С их помощью можно поддержиать такой режим работы сети, когда реактивная мощность практически полностью компенсирована.
Существуют ли сегодня реальные экономические предпосылки для установки на линиях электропередач, или на предприятиях устройств компенсации реактивной мощности? Или сегодня их ставят только под административным давлением?
На сегодня экономическая основа – только снижение потерь внутри предприятий или повышение качества электроэнергии внутри предприятий. Внешних стимулов, связанных с расчетами за потребление реактивной мощности нет. Административное давление заключается только во включении требований установки компенсации реактивной мощности в рамках договоров на техприсоединение.
Компенсация реактивной мощности позволяет снизить требования к трансформатору и кабельному хозяйству, поскольку расчетную мощность трансформатора и линии электропередач можно уменьшить, вырабатывая реактивную мощность по месту ее потребления. Также, установив устройства компенсации реактивной мощности, можно значительно улучшить параметры электрической сети: улучшить синусоидальность, снизить гармоники и уменьшить скачки напряжения.
На подстанциях и ЛЭП существуют реальные технические и экономические предпосылки для установки устройств компенсации реактивной мощности (КРМ), так как эти устройства позволяют: снизить потери электроэнергии; повысить пропускную способность ЛЭП; обеспечить нормальную работу энергосистем в послеаварийных режимах и т.д. Применение устройств КРМ на промпредприятиях экономически обосновано при наличии нелинейных и резкопеременных нагрузок (дуговые печи, прокатные станы и т.д.). В этом случае устройства КРМ позволяют обеспечить качество электроэнергии и повысить производительность. Например, применение СТК (статического тиристорного компенсатора) позволяет сократить время плавки металла в печах на 7-9%.
