Автоматические компенсирующие установки

Анонс: Баланс реактивной энергии в сетях промышленных и непромышленных объектов. Автоматические компенсирующие установки для повышения коэффициента мощности. Типы автоматических компенсирующих установок по параметру регулирования.

Если главными целями компенсации реактивной мощности являются повышение качества электроэнергии, снижение (или нивелирование) реактивной составляющей в полной мощности, сокращение затрат на электроэнергию и вывод электрооборудования в рабочий режим, то главной задачей энергетика предприятия или профильной компании-подрядчика - выбор установки повышения коэффициента мощности, оптимальной для сохранения баланса реактивной энергии в сети объекта. Это очень важно, поскольку при:

• неполной компенсации («недокомпенсации») сеть перегружена реактивными токами индуктивного характера, снижается пропускная способность, увеличиваются потери в кабелях и оборудовании, падает напряжение, растет энергопотребление и затраты на электроэнергию;
• полной компенсации, рассчитанной на максимум нагрузки, во временные интервалы снижения потребления реактивной энергии происходит перекомпенсация реактивной мощности с повышением напряжения, перегрузкой по реактивным токам емкостного характера и другими негативами (более детально о негативах перекомпенсации в этом материале).

В современных сетях с не статичной нагрузкой, часто имеющей нелинейных характер и сложный режим работы, механическое (ручное) регулирование генерацией реактивной мощности себя не оправдывает и проблемы частичной (неполной) компенсации или перекомпенсации решают применением автоматических компенсирующих установок.

Автоматические компенсирующие установки для повышения коэффициента мощности.

Автоматические компенсирующие установки отличаются от неавтоматических (нерегулируемых) способностью регулировать генерацию реактивной мощности без участия человека-оператора по установленному параметру с помощью технических (и программных) средств.

Настройка установки повышения коэффициента мощности выполняется производителем при сборке, дополнительно настройка корректируется во время монтажа УКМ (КРМ, УКРМ, или других типов по параметру регулирования) и затем при значительном изменении характера и режима работы нагрузки. Как и нерегулируемые, автоматические компенсирующие установки могут управляться механически (вручную) оператором, но основной режим работы обеспечивается автоматикой, включающей электронный контроллер, исполнительный орган (контакторную группу, тиристорные ключи), измерительную аппаратуру, электрические или неэлектрические датчики и пр.

Справка: Нерегулируемые Установки Конденсаторные (УК) обычно состоят из одной или двух конденсаторных батарей, все автоматические компенсирующие установки с регулированием по Мощности (УКМ, УКРМ, КРМ), Току (УКТ), Напряжению (УКН) многоступенчатые из 2-3 и более ступеней (конденсаторных батарей), число и мощность которых подбирается производителем по результатам энергоаудита объекта или опросным листам (см. об опросных листах производителей на конденсаторные установки в этом материале). На заказ под сети (сегменты сети) конкретного объекта производители часто изготавливают гибридные УКМ, УКРМ, КРМ – менее дорогие, чем автоматические компенсирующие установки и имеющие одну-две нерегулируемые ступени напряду с 2 и более ступенями, коммутация (подключение, отключение) которых выполняется автоматикой. Расчет возможности применения нерегулируемых (или гибридных с нерегулируемыми секциями) установок и целесообразности использования автоматических установок компенсации реактивной мощности выполняется профильными специалистами на базе данных энергоаудита конкретной сети (см. актуальный расчет экономической целесообразности компенсации реактивной мощности в этом материале).

Типы автоматических компенсирующих установок по параметру регулирования.

Среди всех типов автоматических компенсирующих установок по параметру регулирования на текущий момент можно выделить:

• конденсаторные установки для повышения коэффициента мощности с регулированием по времени суток.
  Используются при статичном потреблении реактивной энергии, изменение которого коррелируется с режимом работы оборудования. Контроллер установки управляется программным обеспечением, соединен с электронными часами предприятия (или сети) и подает сигнал на исполнительный орган – контакторы или тиристорные ключи – в заданное время, когда включаются или отключаются группы потребителей реактивной энергии. Настройка программы для коммутации ступеней выполняется профильным специалистом по данным суточного (и месячного) мониторинга потребления активной и реактивной энергии в сети объекта;
• конденсаторные установки для повышения коэффициента мощности с регулированием по напряжению в узле нагрузки (УКН или УКНТ – релейные и тиристорные соответственно).
  Используют в ситуациях, когда ярко выражена зависимость напряжения в узле нагрузки от потребления реактивной мощности и необходимо регулирование, как реактивной мощности, так и сетевого напряжения;
• конденсаторные установки для повышения коэффициента мощности с регулированием по току нагрузки (УКТ для контакторных и УКТТ для типисторных).
  Применяют в случаях, когда в течение суток нагрузка резко изменяется и генерацию реактивной мощности целесообразно изменять в функции от потребляемолго нагрузкой тока;
• конденсаторные установки для повышения коэффициента мощности с регулированием по изменению реактивной нагрузке (Мощности – УКМ, УКРМ, КРМ).
  Наиболее популярные и эффективные в аспекте настройки, регулирования установки с исполнительным органом – электромеханическими контакторами или полупроводниковыми тиристорными ключами (более подробно о конденсаторных установках с тиристорным управлением в этом материале)

Выбор автоматической УКТ, УКН, УКМ (УКРМ, КРМ) определяется, как характером и режимом нагрузки, так и выбором способа компенсации (централизованной, групповой, индивидуальной), для определения которых проводится энергоаудит объекта, выполняется расчет с обоснованием технической и экономической целесообразности способа компенсации и установки для повышения коэффициента мощности.