Установки компенсации реактивной мощности (УКРМ)

 Немного популярной теории.

 В современной промышленности большая часть приборов и оборудования используют преимущественно индуктивный способ преобразования электроэнергии. Так получилось, что основными преобразователями и потребителями электроэнергии оказались реактивные индуктивные: трансформаторы, электродвигатели, дроссели, индукционные печи, дроссели ламп дневного света и т.д.

  Конденсаторные преобразователи и потребители используются несравнимо меньше. Заметно потребляют электроэнергию, наверное, лишь аккумуляторные батареи.

 Из физики известно, что в сети переменного тока ток и напряжение при наличии активной нагрузки (резисторы, ТЭНы, лампы накаливания и т.д.) совпадают по фазе.

 Проходя через индуктивные нагрузки, переменный ток начинает запаздывать по фазе по сравнению с напряжением.  Проходя через емкостные нагрузки, переменное напряжение запаздывает по сравнению с током. Мощность, которую может развить электрооборудование в сети, описывается несложной формулой:

P=U*I*cosφ, где U-напряжение, I – ток, φ – угол между током и напряжением.

  Известно, что
cosφ=1 и максимален при величине угла φ = 0, т.е., при совпадении фаз между током и напряжением. Именно при этом условии активная мощность соответствует 100%, а реактивная – 0%. Оборудование, включённое в электрическую сеть, в таких условиях может развить максимальная мощность. В связи с преимущественно индуктивной нагрузкой мощность используемого оборудования может падать до 90%. На бОльшую величину мощность, как правило, уже не падает, т.к. любая катушка индуктивности кроме реактивного индуктивного сопротивления (XL) обладает активным сопротивлением (R). Да и сети присутствует некоторое количество нагрузок емкостного и активного типов. В результате, при, казалось бы, нормальных параметрах напряжения и тока потребители получают ухудшение параметров мощности подключаемого оборудования. При этом, в ряде случаев, оплата производится за полную электроэнергию, реактивная часть которой не используется потребителем. В связи с вышесказанным, для исправления ситуации и восстановления мощности подключаемого электрооборудования напрашивается простое решение проблемы: для сокращения угла φ – подключить в цепь в качестве нагрузки конденсаторную батарею. На таком принципе и работают простейшие конденсаторные установки компенсации реактивной мощности, которые включаются в промышленную сеть в местах постоянного подключения мощных индуктивных потребителей, больших электродвигателей, трансформаторов, генераторов электроэнергии. В ряде случаев реактивная нагрузка в сети меняется достаточно предсказуемо, периодами: в разное время суток или в разные календарные периоды. В таких случаях могут применяться установки компенсации реактивной мощности с ручным подключением конденсаторных батарей. Но часто изменение реактивной составляющей нагрузки в сети не поддаётся простому анализу, период её изменения достаточно мал, а ещё чаще её в таких случаях просто не анализируют. На таких объектах удобно установить и в последнее время всё чаще устанавливают автоматические установки компенсации реактивной мощности (УКРМ).
 УКРМ, как отдельные панели, применяются в главных распределительных щитах (ГРЩ). ГРЩ - наиболее уместные объекты для применения УКРМ. Но в некоторых случаях, при существенных местных реактивных нагрузках УКРМ целесообразно использовать и при меньших мощностях.
 

 Однако, для небольших нагрузок (до 100 ампер), например, для квартир и даже небольших коттеджей по ряду причин, не имеет смысла устанавливать устройства компенсации реактивной мощности. Экономия от их работы получается мизерная, а затраты, связанные с использованием оказываются значительные:

  • мощность невелика и характер нагрузки (коэффициент реактивной нагрузки) постоянно меняется;

  • провода разводки в квартирах тонкие и длинные, поэтому в месте включения нагрузки и у электрочётчика взаимное искажение синусоиды тока и напряжения будут разные;

  • для экономии электроэнергии при таких малых нагрузках надо измерять искажения и изменять емкостную компенсирующую нагрузку (что и делают промышленные автоматические УКРМ) чтобы не оказалось что вместо экономии прибор начинает сам искажать питание, но уже в другую (емкостную) сторону, что также ухудшит параметры мощности;

  • Ну и наконец, не много, конечно, прибор сам потребляет электроэнергии. Но в совокупности с предыдущим пунктом это может свести на нет, а то и увеличить ваше потребление.



Автоматическая установка компенсации реактивной мощности (УКРМ) на 400 кВар в составе ГРЩ на аппаратах Electronicon, Pfannenberg, Rade Koncar, Schneider Electric, TDM Electric, со снятыми пластронами.

 УКРМ-400 в составе ГРЩ  УКРМ-400 в составе ГРЩ

Автоматическая установка компенсации реактивной мощности (УКРМ) на 200 кВар на аппаратах Electronicon, LS Ind. Systems, Schneider Electric, TDM Electric ДИАЛ.

 УКРМ-200  УКРМ-200