Các phương pháp bù công suất phản kháng trong hệ thống cung cấp điện

Công suất phản kháng là một phần của tổng công suất hỗ trợ các quá trình điện từ trong các tải có các thành phần phản ứng cảm ứng và điện dung.

Bản thân công suất phản kháng không được sử dụng để thực hiện bất kỳ công việc hữu ích nào, không giống như công suất tác dụng, tuy nhiên, sự hiện diện của dòng điện phản kháng trong dây dẫn dẫn đến sự nóng lên của chúng, tức là tổn thất điện năng dưới dạng nhiệt, buộc nhà cung cấp điện phải cung cấp người dùng với toàn bộ sức mạnh tăng lên. Trong khi đó, theo lệnh của Bộ Công nghiệp và Năng lượng Liên bang Nga số 267 ngày 4 tháng 10 năm 2005, công suất phản kháng được phân loại là tổn thất kỹ thuật trong mạng điện.

Nhưng trường điện từ luôn phát sinh trong các chế độ hoạt động bình thường của một số lượng lớn các loại thiết bị điện: đèn huỳnh quang, động cơ điện cho các mục đích khác nhau, lắp đặt cảm ứng, v.v.- tất cả các tải như vậy không chỉ tiêu thụ công suất hoạt động hữu ích từ mạng mà còn gây ra sự xuất hiện của công suất phản kháng trong các mạch mở rộng.

Và mặc dù không có công suất phản kháng, nhiều người tiêu dùng có chứa các thành phần cảm ứng hữu hình không thể hoạt động về nguyên tắc, khi họ cần công suất phản kháng như một phần của tổng công suất, công suất phản kháng thường được báo cáo là tình trạng quá tải có hại liên quan đến lưới điện.

Thiệt hại công suất phản kháng mà không bồi thường

Nói chung, khi lượng công suất phản kháng trong mạng trở nên đáng kể, điện áp mạng giảm, tình trạng này rất đặc trưng cho các hệ thống điện bị thiếu thành phần hoạt động — điện áp mạng luôn thấp hơn định mức . Và sau đó, năng lượng hoạt động bị thiếu đến từ các hệ thống điện lân cận, nơi hiện đang tạo ra một lượng điện quá mức.

Nhưng những hệ thống như vậy, luôn yêu cầu bổ sung bằng chi phí của hàng xóm, cuối cùng luôn tỏ ra kém hiệu quả, và sau tất cả, chúng có thể dễ dàng trở nên hiệu quả, chỉ cần tạo điều kiện để tạo ra công suất phản kháng ngay tại chỗ, trong các thiết bị bù thích ứng đặc biệt được chọn cho các tải phản kháng-tích cực trong hệ thống điện này.

Thực tế là công suất phản kháng không nhất thiết phải được tạo ra trong nhà máy điện bằng máy phát điện; thay vào đó, nó có thể thu được trong cài đặt bù (trong tụ điện, máy bù đồng bộ, trong nguồn công suất phản kháng tĩnh) đặt trong trạm biến áp.

Bù công suất phản kháng ngày nay không chỉ là câu trả lời cho các câu hỏi về tiết kiệm năng lượng và cách tối ưu hóa tải mạng mà còn là một công cụ có giá trị tác động đến kinh tế của doanh nghiệp. Rốt cuộc, giá cuối cùng của bất kỳ sản phẩm được sản xuất nào được hình thành, nhất là, bởi lượng điện năng tiêu thụ, nếu giảm sẽ làm giảm chi phí sản xuất. Đây là kết luận của các kiểm toán viên và chuyên gia năng lượng, khiến nhiều công ty phải tính toán và lắp đặt hệ thống bù công suất phản kháng.

Để bù công suất phản kháng của tải cảm - chọn một điện dung nhất định tụ điệnDo đó, công suất phản kháng do mạng tiêu thụ trực tiếp giảm xuống, giờ đây nó được tiêu thụ bởi tụ điện. Nói cách khác, hệ số công suất của người tiêu dùng (có tụ điện) tăng lên.

Tổn thất hoạt động hiện không quá 500 mW trên 1 kVar, trong khi không có bộ phận chuyển động của hệ thống lắp đặt, không có tiếng ồn và chi phí vận hành không đáng kể. Về nguyên tắc, các tụ điện có thể được lắp đặt tại bất kỳ điểm nào của mạng điện và công suất bù được chọn riêng. Cài đặt được thực hiện trong tủ kim loại hoặc trong phiên bản máy tính để bàn.

Các phương pháp bù công suất phản kháng trong hệ thống cung cấp điện

Tùy thuộc vào sơ đồ kết nối tụ điện với người tiêu dùng, có một số loại bồi thường: cá nhân, nhóm và tập trung.

• Với bù riêng lẻ, các tụ điện (tụ điện) được kết nối trực tiếp với nơi xảy ra công suất phản kháng, nghĩa là (các) tụ điện riêng của chúng — với động cơ không đồng bộ, riêng biệt — với đèn phóng điện khí, riêng lẻ — với máy hàn , tụ điện cá nhân — cho lò cảm ứng, cho máy biến áp, v.v. d. Ở đây, các dây cung cấp cho từng người tiêu dùng cụ thể được dỡ khỏi dòng điện phản ứng.

• Bù nhóm ngụ ý kết nối một tụ điện chung hoặc một nhóm tụ điện chung với một số người tiêu dùng có các thành phần cảm ứng quan trọng cùng một lúc. Trong trường hợp này, hoạt động đồng thời liên tục của một số người tiêu dùng có liên quan đến sự lưu thông của tổng năng lượng phản ứng giữa người tiêu dùng và tụ điện. Đường dây cung cấp điện cho một nhóm hộ tiêu thụ sẽ bị dỡ bỏ.

• Bồi thường tập trung liên quan đến việc lắp đặt tụ điện với bộ điều chỉnh trong bảng phân phối chính hoặc bảng phân phối nhóm. Bộ điều chỉnh ước tính theo thời gian thực mức tiêu thụ công suất phản kháng hiện tại và nhanh chóng kết nối và ngắt kết nối với số lượng tụ điện cần thiết. Kết quả là tổng công suất tiêu thụ của mạng luôn được giảm thiểu phù hợp với giá trị tức thời của công suất phản kháng yêu cầu.

Mỗi cài đặt để bù công suất phản kháng bao gồm một số nhánh của tụ điện, một số giai đoạn, được hình thành riêng cho một mạng điện cụ thể, tùy thuộc vào người tiêu dùng dự định của công suất phản kháng. Kích thước bước điển hình: 5; mười; hai mươi; ba mươi; 50; 7,5; 12,5; 25 mét vuông

Để có được các bước lớn (100 kvar trở lên), một số bước nhỏ được kết hợp song song.Kết quả là giảm tải mạng, giảm dòng khởi động và các nhiễu đi kèm. Trong các mạng có số lượng lớn sóng hài cao hơn của điện áp nguồn, các tụ điện của cài đặt bù được bảo vệ bằng cuộn cảm.

Ưu điểm của bù công suất phản kháng

Cài đặt bù tự động mang lại một số lợi thế cho mạng được trang bị chúng:

• giảm tải cho máy biến áp;

• đơn giản hóa các yêu cầu đối với mặt cắt ngang của dây; cho phép tải trên mạng điện lớn hơn mức có thể mà không cần bù;

• loại bỏ các lý do làm giảm điện áp mạng, ngay cả khi người dùng được kết nối với dây dài;

• tăng hiệu quả của máy phát điện nhiên liệu lỏng di động;

• tạo điều kiện khởi động động cơ điện;

• tự động tăng cos phi;

• loại bỏ công suất phản kháng khỏi đường dây;

• giảm stress;

• cải thiện khả năng kiểm soát các tham số mạng.