К чему приводит перекомпенсация реактивной мощности

Анонс: Преимущества компенсации реактивной мощности и риски негативных последствий недокомпенсации или перекомпенсации. Когда происходит недокомпенсация и перекомпенсация реактивной мощности.

Помимо безусловных преимуществ в техническом и финансовом аспектах компенсация реактивной мощности может иметь негативные последствия для оборудования, устройств, приборов и распределительной сети в целом в случаях значительной недокомпенсации или перекомпенсации, причем важно помнить:

• в случае недокомпенсации реактивной мощности сеть перегружена токами индуктивного характера, что приводит к нагреву кабелей, снижению пропускной способности, падению сетевого напряжения, увеличению счетов за электроэнергию;
• в случае перекомпенсации реактивной мощности сеть перегружена токами емкостного характера, а это также определяет нагрев кабельных линий, снижение пропускной способности, но повышает сетевое напряжение и практически не влияет на оплату по счетам;
• перекомпенсация реактивной мощности однозначно хуже недокомпенсации, поскольку повышение сетевого напряжения опасно рисками коротких замыканий, выхода из строя электроприборов, оборудования, возникновения пожара.

Когда происходит недокомпенсация и перекомпенсация реактивной мощности.

Идеальная сеть находится на самобалансе реактивной мощности, когда потребление реактивной энергии компенсируется ее генерацией, перетоки по линиям отсутствуют и сетевое напряжение стабильно и находится в пределах установленного стандартом номинального интервала. В реальности любая сеть далека от идеальной и всегда существуют расхождения между потребностью и генерацией реактивной мощности в виде недокомпенсации или перекомпенсации, которые возникают если:

• номинальные значения потребности нагрузки, сегмента, сети (при индивидуальной, групповой, централизованной компенсации соответственно) в реактивной мощности определены неверно.
  Типовые ошибки выбора конденсатора, батареи, установки повышения коэффициента мощности – по предельным значениям реактивной энергии, потребляемой в часы пиковой нагрузки без мониторинга и анализа суточной, месячной потребности в реактивной мощности. В итоге конденсаторная батарея, установка коррекции коэффициента мощности в период спада реактивной нагрузки генерируют в сеть избыток реактивной мощности (перекомпенсация), кабельные линии, оборудование перегружаются токами емкостного характера, напряжение на узле присоединения повышается, что может привести к пробою проводки, перевозбуждению потребителей индуктивной энергии и другим негативными последствиям;
• минимальные, предельные значения потребляемой реактивной мощности определены без учета особенностей эксплуатации сети.
  Так, на потребление реактивной мощности приемниками влияет температурный режим эксплуатации, объем энергопотребления нелинейными нагрузками, а также сезонная загрузка линий, когда распределительная сеть может иметь дефицит (летом) или профицит (в зимний период) реактивной энергии. В этих ситуациях возможна, как недокомпенсация, так и перекомпенсация реактивной мощности с соответствующими негативными последствиями, хотя риски перекомпенсации значительно ниже, чем при неправильном выборе мощности конденсаторной батареи или установки;
• из-за особенностей производственно-технологического процесса значительный объем оборудования во время эксплуатации работает со скачкообразным изменением потребляемого тока (электродвигатели прокатных станов, компрессоры автоклавов обработки бетонов, трансформаторы индукционных печей и т.п.), а генерация реактивной мощности регулируется ступенчато (конденсаторные установки) или плавно (синхронные компенсаторы, электродвигатели) с запаздыванием по времени динамике потребления реактивной энергии нагрузкой.
  В этой ситуации сеть попеременно попадает в условия недокомпенсации или перекомпенсации реактивной мощности, что исключают:
  - выбором компенсирующего устройства по номинальному, а не предельному значению потребления реактивной мощности;
  - правильным подбором мощности ступеней установок коррекции конденсаторной установки;
  - исключением ручного регулирования генерации реактивной мощности;
• обслуживание конденсаторов, батарей, установок компенсации реактивной мощности нерегулярное и/или непрофессиональное.
  Так, современные косинусные металлизированные конденсаторы, на которых основаны батареи и установки компенсации реактивной мощности, обладают эффектом самовосстановления, что повышает их надежность и увеличивает срок службы, однако после каждого локального пробоя диэлектрика и самовосстановления конденсатор теряет небольшую часть своей рабочей емкости, а батарея и установка в целом – снижает объем генерируемой в сеть реактивной мощности;
• мониторинг и обслуживание сети нерегулярные и/или непрофессиональные.
  Потребительские сети любого абонента сложно считать статичными – во время эксплуатации они наращиваются, сокращаются, модернизируются с заменой оборудования, отдельных сегментов, т.е. потребность в реактивной энергии может меняться и, соответственно, необходимо корректировать ее генерацию, чтобы исключить риски недокомпенсации или перекомпенгсации реактивной мощности.