Як працюють системи компенсації реактивної потужності і коли їх дійсно варто встановлювати

Усі ми хоч раз чули терміни “реактивна потужність”, “компенсація”, але по факту більшість розуміє це приблизно як “щось там електрики рахують, щоб штрафів не було”.
Насправді все простіше. І якщо пояснити по-людськи - реактивка це така собі непотрібна складова електроенергії, за яку доводиться платити, хоча користі вона в принципі мало дає.

Давайте розбиратись по черзі - що це за явище, навіщо цісистеми компенсації реактивної потужності, як вони працюють і коли бізнесу реально треба подумати про шафу компенсації реактивної потужності.

Що таке реактивна потужність і чому вона виникає

У споживачів існує активна та реактивна потужність.

• Активна - це все, що виконує корисну роботу: гріє, світить, крутить двигуни.
  
  
• Реактивна - це така енергія, яка “гуляє” між навантаженням і мережею. Вона нічого не робить, тільки створює додаткове навантаження на мережу.
  
  

Звідки береться?
Із обладнання, яке має котушки та магнітні поля:

• електродвигуни;
  
  
• трансформатори;
  
  
• зварювальні апарати;
  
  
• промислове обладнання;
  
  
• кондиціонери, вентиляція, холодильні установки.
  
  

Усе це обладнання споживає не тільки активну енергію, а й реактивну - звідси і падає cos φ. А коли cos φ низький, енергопостачальник починає виставляти штрафи.

Навіщо потрібні системи компенсації реактивної потужності

Головна ціль - підвищити cos φ і зменшити штрафи за реактивку.
Але це ще не все:

• менше навантаження на кабельні лінії;
  
  
• не гріються трансформатори;
  
  
• підвищується загальна енергоефективність;
  
  
• стабільніша робота обладнання;
  
  
• можна розвантажити мережу і підключити більше споживачів без модернізації.
  
  

І саме для цього ставлять конденсаторні батареї, динамічні установки або комбіновані системи з фільтрами.

Основні типи систем компенсації реактивної потужності

1. Статична компенсація (Конденсаторні установки)

Найпопулярніший і найдоступніший варіант.
Це комплект, у якому є:

• конденсаторна батарея,
  
  
• комутаційні елементи,
  
  
• захист,
  
  
• та головне - регулятор реактивної потужності.
  
  

Такі шафи включають конденсаторні ступені, коли cos φ падає, і вимикають, коли він нормалізується.

Наприклад, часто використовують регулятор реактивної потужності PFC 6 RS (6 ступенів, 97х97) артикул 4656905 - компактний, простий у налаштуванні, підходить для більшості стандартних конденсаторних установок.

Переваги статичної компенсації:

• простота;
  
  
• низька ціна;
  
  
• висока ефективність;
  
  
• мінімум обслуговування.
  
  

Підходить для виробництв і комерційних об’єктів зі стабільним навантаженням.

2. Динамічні системи компенсації (TCR, STATCOM та ін.)

Це вже “важка артилерія”.
Динамічні системи реагують за мілісекунди і працюють там, де:

• різкі пуски двигунів;
  
  
• зварка;
  
  
• нестабільні навантаження;
  
  
• багато імпульсних процесів.
  
  

Вони складніші, дорожчі, але забезпечують суперточну компенсацію без “перекосів”.

3. Гармонічні фільтри та комбіновані рішення

Коли на підприємстві багато частотних перетворювачів, UPS, імпульсних блоків живлення - виникають гармоніки.
У такому випадку звичайна конденсаторна батарея може навіть погіршити ситуацію.

Тоді встановлюють:

• детюновані фільтрокомпенсуючі батареї,
  
  
• активні фільтри,
  
  
• комбіновані шафи.
  
  

Це оптимальний варіант для складних мереж із великою кількістю електроніки.

Як правильно підібрати систему компенсації реактивної потужності

Тут важливо врахувати кілька факторів:

1. Тип навантаження
   Якщо стабільне - підходить конденсаторна батарея.
   Якщо стрибки - краще динамічна.
   
   
2. Рівень гармонік у мережі
   Якщо THD високий, обов’язково треба фільтри.
   
   
3. Необхідна потужність компенсації
   Розраховується за фактичним cos φ та потужністю навантаження.
   
   
4. Кількість ступенів
   Чим більше ступенів - тим плавніша компенсація.
   Наприклад, регулятор PFC 6 RS дозволяє до 6 ступенів - оптимально для малого та середнього бізнесу.
   
   
5. Місце встановлення і тип шафи
   Внутрішня або зовнішня, з природною чи вентильованою системою охолодження.
   
   

У більшості випадків оптимальний варіант - шафа компенсації реактивної потужності на базі конденсаторної батареї + хороший регулятор + захист від гармонік.

Економічний ефект та окупність

Окупність таких систем зазвичай - від 6 до 18 місяців, залежно від:

• розміру штрафів;
  
  
• потужності підприємства;
  
  
• кількості обладнання;
  
  
• того, наскільки падає cos φ.
  
  

У реальних кейсах бізнеси економлять від 15 до 40% витрат на електроенергію, просто піднявши cos φ до нормативного рівня.

І що приємно - після встановлення система працює сама, без втручання оператора (за це й відповідає регулятор реактивної потужності).

Компанія "Карат ЛТД" постачає:

• конденсаторні батареї;
  
  
• регулятори реактивної потужності (у т.ч. PFC 6 RS);
  
  
• шафи компенсації “під ключ”;
  
  
• фільтрокомпенсуючі установки;
  
  
• технічний розрахунок і підбір під ваш об’єкт.
  
  

Телефонуйте - підберемо рішення, яке реально зекономить ваші гроші та прибере штрафи за реактивку.