Jaká je podstata a problém kompenzace jalového výkonu?

Oznámení: Rozsáhlé a intenzivní metody úspor energie a zvyšování energetické účinnosti podniků. Metody kompenzace jalového výkonu. Jak a jak kompenzovat jalový výkon ve spotřebitelských elektrických sítích.

Kompenzace jalového výkonu představuje intenzivní způsob zlepšování kvality spotřebovávané elektřiny, stability napájecích systémů, úspory energie a energetické účinnosti podniku a téměř vždy přináší přímé a/nebo nepřímé finanční výhody. Kromě kompenzace je možné snížit toky jalového výkonu sítí objektu i jinými způsoby – zkrácením doby chodu asynchronních motorů naprázdno a/nebo přepnutím jejich vinutí z trojúhelníku do hvězdy, odpojením transformátorů s nízkou zátěží atd. – Tyto metody jsou však svou povahou rozsáhlé, jsou v podstatě dočasným řešením, jsou pro rozvíjející se podnikání nepřijatelné a de facto nepřinášejí žádný významný ekonomický efekt.

Všechna opatření pro kompenzaci jalového výkonu mohou a měla by být zvažována v následujících aspektech:

• zvýšení stability a kvality elektřiny – jak dodávané výrobcem prostřednictvím sítí organizace zásobování elektřinou, tak spotřebovávané v konkrétní síti (nebo segmentu) účastníka nebo účastníka – spotřebitele;
• získání finančních výhod z kompenzace jalového výkonu, přičemž tato výhoda může mít podobu:
  — přímé snížení účtů za spotřebovanou elektřinu;
  — rozšíření výroby zaváděním nových zařízení snížením podílu jalového výkonu v rámci smluvní kapacity;
  — zvýšení kvality a konkurenceschopnosti výrobků/služeb zlepšením kvality a stability spotřebovávané elektřiny a v souladu s tím zlepšením podmínek pro realizaci výrobního a technologického procesu.

Typy a způsoby kompenzace jalového výkonu v napájecích soustavách.

Zjednodušeně řečeno, dnes existují různé typy kompenzace jalového výkonu v napájecích systémech:

• paralelní (nebo příčná) kompenzace, ve kterém je generované zařízení pro kompenzaci jalového výkonu připojeno k jednofázové (nebo třífázové) síti paralelně se zátěží a nezávisí na napětí v místě připojení.
  Mezi výhody tohoto typu kompenzace jalového výkonu patří nezávislost nastavení korekce účiníku (cosinus phi) na napětí v místě připojení, plynulá regulace objemu generovaného výkonu, účinnost při zvyšování úrovně a stabilizace síťového napětí. Paralelní (příčná) kompenzace je přitom omezena v účinnosti tlumení kmitů činné složky celkového výkonu;
• sekvenční (podélná) kompenzace, ve kterém je zařízení generující jalovou energii zapojeno do jednofázové sítě v sérii a ve skutečnosti vyrovnává reaktanci celého přenosového vedení.
  Výhodou tohoto typu kompenzace je možnost tlumení toků jalového výkonu v různých napěťových fázích, výrazná účinnost kompenzace, efektivita a nízká pracnost práce na integraci zařízení pro korekci účiníku (cosinus phi) do sítě. Nevýhodou sériové kompenzace zůstává praktická nemožnost regulace napětí v síti, značná rizika přepětí v důsledku nesprávných výpočtů nebo rychlých náhlých změn zátěže a obtížnost sledování a řízení výroby jalového výkonu při proměnlivém zatížení.

Jak a jak kompenzovat jalový výkon ve spotřebitelských elektrických sítích.

Nejoblíbenější a ekonomicky proveditelné metody kompenzace jalového výkonu v napájecích systémech pro spotřebitele jsou jednotky nebo baterie zvyšující účiník, stejně jako kosinusové kondenzátory (kondenzátorové bloky).

Volba systému, způsobu a pasivních prvků pro kompenzaci jalového výkonu je individuální pro každou konkrétní síť s jejími konkrétními zátěžemi, provádí ji specializovaná firma a pouze na základě energetického auditu se sledováním spotřeby jalové energie ve špičkách a propadech. .

Schéma centralizované kompenzace jalového výkonu.

Tuto metodu kosinové korekce phi mohou používat podniky připojené k síti s napětím 10 (6) kV a provádí se podle:

• strana nízkého napětí přímo u rozvodny 110 (35)/10 (6) kV, když hranice bilance probíhá po straně 110 (35) kV;
• strana vyššího napětí v rozvodně 10 (6)/0.4 kV nebo na hranici bilance;
• napěťová strana 0.4 kV v uzlech zátěže s výrazným rozsahem dynamiky jalového výkonu.

Centralizovaný způsob kompenzace s relativně malými kapitálovými investicemi umožňuje odlehčit transformátory a kabely s proudem, zlepšit kvalitu elektřiny a poskytnout rezervu v rámci kapacity dodávané na základě smlouvy pro rozšíření výroby. Celá síť v rozvaze spotřebitele přitom zůstává zatížena toky jalového výkonu a použití centralizované kompenzace je možné pouze při dostatečně stabilní zátěži, která je rovnoměrně rozložena mezi fázemi.

Schéma skupinové (sekční) kompenzace jalového výkonu.

Používá se na TP distribučních sítí nebo v podnikových sítích, kde lze zátěže řadit do skupin (sekcí) na základě velikosti a dynamiky změn, vykazuje minimální jednotkové náklady 1 kVAr ve srovnání s centralizovanou a individuální kompenzací, umožňuje použití samostatných baterií, neregulované (pro snížení „pozadí » jalové energie z neustále provozní zátěže) a automatické nastavení pro zvýšení kosinus phi.

Nevýhody skupinové kompenzace zahrnují velké investice do nákupu a integrace instalací ve srovnání s centralizovaným schématem, relativní složitost kalibrace a konfigurace a zatížení toků jalové energie kabelů mezi instalací a zátěží.

Individuální kompenzace jalového výkonu.

Individuální kompenzace jalového výkonu je z hlediska nákladů nejnákladnější, ale také nejúčinnější metoda, pro kterou jsou v závislosti na výkonu a charakteru konkrétní zátěže používány kosinové kondenzátory (kondenzátorové banky), svazky statických kondenzátorů a neregulované kosinové fí jsou použity posilovací jednotky s harmonickými filtry (nebo bez nich).

Nejvyšší účinnosti kompenzačních opatření jalového výkonu lze dosáhnout kombinovaným schématem, které kombinuje dvě nebo tři metody současně, avšak výběr systému, schématu, pasivních prvků je složitý a může být proveden pouze specializovanou firmou s rozsáhlými zkušenostmi v tomto oboru činnosti a to výhradně po energetickém auditu sítě . Specializovaná firma na základě analýzy monitoringu sítě vypracuje konkrétní schéma, které určí, jak a čím kompenzovat jalový výkon s maximální účinností, minimálními náklady, bez rizika překompenzace a zkreslení parametrů sítě harmonickými.