Компенсация реактивной мощности на непромышленных объектах

Анонс: Непромышленные объекты в распределительных сетях. Компенсация реактивной мощности на непромышленных объектах. Компенсация реактивной мощности потребителей инфраструктуры городов и ПГТ.

Непромышленные объекты - жилая застройка, общественные здания, сети наружного освещения, коммунальные предприятия и службы инженерно-технического обеспечения, объекты транспортного обслуживания в городах, в том числе мелкопромышленные потребители, строительные площадки, подключаемые к городским распределительным сетям. К непромышленным объектам также относят производственные предприятия и населенные пункты сельской местности включая уличное освещение, потребителей СНТ, коттеджных поселков и лагерей, пансионатов, которые имеют общую систему электропитания с сельскохозяйственными и СНТ помещениями или единые защитные проводники/соединенные сторонние токопроводящие части.

Компенсация реактивной мощности на непромышленных объектах.

В части непромышленных объектов - потребителей городских сетей с ‎02.04.2017 введены СП 256.1325800.2016, причем СП 31-110-2003 по проектированию электроустановок жилых и общественных зданий продолжают действовать в нормах и положениях, не противоречащих новым строительным правилам. Одновременно с СП 256.1325800.2016 и СП 31-110-2003 правила расчета нагрузки, коэффициента мощности регламентируют Инструкции по проектированию городских электрических сетей РД 34.20.185-94 с изменениями и дополнениями раздела 2 (утв. Приказом Минтопэнерго РФ от 29.06.1999 N 213).

В РД 34.20.185-94, СП 31-110-2003, а с 2017 и в СП 256.1325800.2016 регламентированы нормативы для определения расчетных электрических нагрузок квартир, зданий, коттеджей, домиков СНТ, микрорайонов жилой застройки, общественных зданий и других элементов городской распределительной сети – удельная мощность, коэффициенты мощности и реактивной мощности, поправочные коэффициенты спроса, одновременности и несовпадения использования оборудования, режима работы в зимний и летний период.

Вместе с тем, СП 31-110-2003 в пп. 6.33 6.34, а СП 256.1325800.2016 в пп. 7.31, 7.32 определяют, что компенсация реактивной мощности не нужна для жилой застройки и общественных зданий, а также для местных/центральных тепловых пунктов, насосных станций, котельных и иных потребителей обслуживания жилых и общественных зданий в микрорайонах, если на каждом рабочем вводе суммарная расчетная нагрузка не превышает 250 кВт. По факту такие рекомендации СП являются техническим нонсенсом, ведь:

• согласно пп. 7.1.12 для приемников питающих линий зданий жилой застройки расчетные коэффициенты мощности квартир с электроплитами и кондиционерами 0.93, без электроплит с кондиционерами 0.92, хозяйственных насосов, вентиляционных установок 0.8, лифтов 0.65;
• согласно 7.2.18 расчетные коэффициенты мощности силовых сетей общественных зданий предприятий общепита 0.95-0.98, продовольственных и промтоварных магазинов 0.85, яслей и школ 0.9 – 0.98, фабрик-химчисток 0.75, учебно-производственных мастерских 0.6, гостиниц 0.85, IT центов 0.65, освещения с люминесцентными лампами 0.92, лампами ДРЛ и ДРИ с некомпенсированными ПРА 0.3-0.5, газосветных рекламных установок 0.35-0.4 и т.д.;
• при коэффициенте мощности 0.9 коэффициент реактивной мощности 0.49, объем потребляемой реактивной мощности почти 50% активной, а реактивная составляющая занимает 45% полной мощности, что делает не просто рациональным, но и критически необходимым выбор способа повышения и устройства компенсации реактивной мощности.

Справка: Поскольку tg(φ) = Q/P, то активная мощность P = Q/tg(φ). Тогда классическое уравнение полной мощности можно записать S² = P²+Q² = (Q/tg(φ))²+Q² = Q²/tg²(φ)+Q² = (Q²+Q²*tg²(φ))/tg²(φ) = Q²*(1+tg²(φ))/tg²(φ). Отсюда находим реактивную мощность Q² = S²*tg²(φ)/(1+tg²(φ)) и Q = S*tg(φ)/√(1+tg²(φ)). Тогда для tg(φ) = 0.5 реактивная мощность Q = 0.5*S/1.12 = 0.45*S, т.е. составляет 45% от потребляемой полной мощности.

Компенсация реактивной мощности потребителей инфраструктуры городов и ПГТ.

Помимо специфического подхода к целесообразности и необходимости компенсации реактивной мощности в жилой застройке и общественных зданиях, ни РД 34.20.185-94 или СП 31-110-2003, ни СП 256.1325800.2016 с изменениями N 1, N 2, введенными в действие с 27.06.2018 и 20.03.2019 соответственно, а также изменением N 3 (вводится в действие с 26.10.2019) не определяют норм и требований к проектированию и расчету нагрузок силовых линий метрополитенов, а также систем электроснабжения троллейбусов и трамваев, в том числе тяговых подстанций, обеспечивающих работу троллейбусов, депо, заводов, мастерских по ремонту и т.д., хотя:

• электроснабжение трамваев, как транспорта постоянного тока по сути является системой переменных напряжения и тока, причем резко несинусоидальный характер изменения тяговых значений напряжения и тока определяет очень низкие значения и очень высокие значения соответственно коэффициента мощности и коэффициента реактивной мощности.
  Это оказывает крайне негативное влияние на питающую сеть, тяговую подстанцию и, соответственно, распределительную сеть электросетевой компании, а значит мероприятия по компенсации реактивной мощности в системах электроснабжения троллейбусов и трамваев являются обязательными;
• в СП 32-105-2004 по проектированию метрополитенов, на который ссылаются СП 120.13330.2012 (акт. редакция СНиП 32-02-2003), определены рекомендуемые расчетные значения коэффициента одновременности Кор и коэффициента мощности электромеханических, осветительных установок и средств связи, присоединяемых соответственно к РУ1 и РУ2 подстанций ТПП и ПП.

В то же время СП 32-105-2004 регламентируют, что tg(φ) в формуле определения реактивной мощности соответствует значению cos(φ) для рассчитываемой нагрузки, однако de facto даже при значении коэффициента мощности 0.95 коэффициент tg(φ) = 0.25 и объем потребляемой реактивной мощности составляет не менее 25% от активной (см. таблицу выше).

Таким образом, с учетом даже расчетных значений коэффициентов мощности в нормативно-правовых актах компенсация реактивной мощности на непромышленных объектах сегодня является не просто финансово и технически целесообразной, а критически необходимой, однако:

• выбор способа повышения коэффициента мощности должен быть профессиональным и осуществляться профильной компанией;
• любые мероприятия по компенсации реактивной мощности необходимо проводить только после энергоаудита объекта (или сегмента сети), что позволит определить реальные коэффициенты мощности оборудования и подобрать оптимальную установку.