Установки компенсации реактивной мощности (КРМ) предназначены для компенсации индуктивной составляющей реактивной мощности при помощи емкостной составляющей. Таким образом коэффициент мощности, при использовании таких установок становится ближе к идеальному (cosϕ = 1).
Автоматические конденсаторные установки: о чём стоит знать
Значение электрической мощности на переменном токе складывается из двух составляющих: активная и реактивная. Активная мощность характеризует скорость необратимого превращения электрической энергии в другие виды энергии (электромагнитную, тепловую). Реактивная мощность – характеризуется энергией, перекачиваемой от источника на реактивные элементы приёмника (индуктивности, конденсаторы), а затем возвращаемая этими элементами обратно в источник в течение одного периода колебаний, отнесённая к этому периоду.
Значительную часть электрооборудования любого предприятия составляют трансформаторы, асинхронные двигатели, индукционные печи и прочие устройства обязательным условием нормальной работы которых является создание в них магнитных полей. Таких потребителей можно обобщенно охарактеризовать как «индуктивная нагрузка». Реже применяются устройства, запасающие энергию, которые можно обобщенно считать емкостной нагрузкой.
Одна из особенностей индуктивности — это свойство сохранять неизменным протекающий через неё ток. Таким образом при протекании тока нагрузки появляется фазовый сдвиг между током и напряжением (ток «отстает» от напряжения на фазовый угол). Отставание тока от напряжения на период фазового сдвига, приводят к снижению энергии электромагнитных полей индуктивностей, которая восполняется из сети. Для большинства промышленных потребителей это означает следующее: по сетям между источником электроэнергии и потребителем, кроме совершающей полезную работу активной энергии, также протекает реактивная энергия, не совершающая полезной работы.
Активная и реактивная энергии составляют полную энергию, при этом доля активной энергии по отношению к полной определяется косинусом угла сдвига фаз между током и напряжением - cosφ. Однако, протекая по кабелям и обмоткам в обратную сторону, реактивный ток снижает в пределах их пропускной способности долю протекающего по ним активного тока, вызывая при этом значительные дополнительные потери в проводниках на нагрев - активные потери. В случае, когда cosφ=1, вся энергия дойдет до потребителя. В случае cosφ=0 ток в проводе возрастет вдвое, поскольку одинаковый по величине ток будет протекать в обоих направлениях одновременно. В этом режиме активная мощность нагрузкой не потребляется, за исключением нагрева проводников.
В противоположность индуктивным элементам, емкостные элементы (например, конденсаторы) стремятся сохранять неизменным напряжение на своих зажимах, то есть для них ток «опережает» напряжение. Поскольку величина потребляемой электроэнергии никогда не является постоянной и может меняться в существенном диапазоне за достаточно малый промежуток времени, то, соответственно, может изменяться и соотношение активной потребляемой энергии к полной (cosφ). При этом чем меньше активная нагрузка потребителя, тем меньше значение cosφ. Из этого следует, что для компенсации реактивной мощности необходимо оборудование, обеспечивающее регулирование cosφ в зависимости от изменяющихся условий работы оборудования - то есть применение установок компенсации реактивной мощности (КРМ), состоящих, как правило, из батарей емкостных элементов (конденсаторов), коммутационного оборудования и устройств управления. Принцип работы КРМ заключается в подключении к сети необходимого в данный момент времени количества конденсаторов для известного мгновенного значения реактивной мощности. Установки, осуществляющие компенсацию реактивной мощности в автоматическом режиме, называются автоматическими конденсаторными установками (АКУ).
