Выберите ваш филиал:
ул. Иркутская, д.3 стр. 20
+7 (495) 788-11-33
пн-пт 9:30-18:30
сб 10:00-17:00
ул. Енисейская, 1
+7 (495) 788-93-33
пн-пт 9:30-18:00
ул Складочная, 1, стр. 31
+7 (495) 788-07-80
пн-пт 9:30-18:00
МО, п. Трехгорка,
ул. Трехгорная, дом 12
+7 (495) 788-15-16
пн-пт 9:30-18:00
МО, Подольск, пр-т Юных
Ленинцев, д.70, стр. 3
+7 (495) 788-04-80
пн-пт 9:30-18:00
Термопара - небольшой датчик температуры, используется для измерения температуры неоновой трубки во время бомбардирования [...]
ЗЕНОН - Рекламные Поставки
Статьи

Конденсаторы: экономический эффект от внедрения системы уменьшения реактивных потерь

 

В последние годы наблюдается значительный рост производства и развитие инфраструктуры городов. В связи с этим увеличивается число и мощность потребителей электроэнергии. Соответственно увеличивается общая потребляемая электрическая мощность.

Экономия электроэнергии зависит, прежде всего, от ее эффективного использования при работе отдельных промышленных систем и технологических установок. Такими стандартными системами и установками являются системы освещения, преобразователи, трансформаторы и др.

Большинство вышеперечисленных электрических установок, наряду с активной мощностью (P) потребляют и реактивную мощность (Q), т. к. имеют обмотки с довольно большой индуктивностью. Это неизбежно для обеспечения нормальной работы такого оборудования, однако это перегружает передающую сеть.

В отличие от активной энергии, которая преобразуется в полезные - механическую, тепловую и пр. энергии, реактивная энергия не связана с выполнением полезной работы, а расходуется на создание электромагнитных полей в электродвигателях, трансформаторах,  дросселях, осветительных приборах.

Показателем потребления реактивной энергии (мощности) является коэффициент мощности сos(φ). Он показывает соотношение активной мощности Р и полной мощности S, потребляемой электроприемниками из сети:


сos(φ) = P/S


Чем ниже значение сos(φ), тем менее эффективно работают энергетические установки.

Реактивная мощность является фактором, снижающим качество электроэнергии, приводящим к таким отрицательным явлениям, как увеличение расходов на оплату электроэнергии, дополнительные потери в проводниках, вследствие увеличения тока, завышение мощности трансформаторов и сечения кабелей, отклонение напряжения сети от номинала. Если рассмотреть потребителя, который использует активную мощность для производства полезной работы, то по его линиям неизбежно протекает и реактивная мощность, без которой ни один трансформатор или дроссель работать не может. Но это не значит, что реактивную мощность надо получать от генераторов постоянно, ее можно получать, поставив компенсационные установки (конденсаторы).

На рис. 1 пример двух потребителей индуктивного характера (трансформаторы), которые получают одинаковую активную мощность, но при разном коэффициенте мощности φ, φ:

  • S - потребитель 1;
  • S - потребитель 2.

Видно, что первый потребитель нагружает сеть в два раза большей реактивной мощностью Q, чем второй потребитель, который работает с лучшим коэффициентом мощности. Соответственно, первый потребитель тратит больше денежных средств на единицу произведенной продукции, в зависимости от устройства его сетей от 5 до 15%,  при оплате за фактически потребленную электроэнергию.

Кроме того, при недокомпенсации реактивной мощности (cos(φ) < 0,95), от местных перегревов чаще выходят из строя контакты и стандартная изоляция (например, обмотки трансформатора), перегреваются кабели питания, срабатывают устройства защиты.

Схематичное перераспределение мощности в электросети потребителя, при использовании компенсационной установки, показано на рис. 2

 

Срок окупаемости компенсационной  установки (конденсаторов) можно оценить следующим образом:

            T = З / (Збк- Зк), где:

  •  З - стоимость компенсационной установки, руб.;
  • Збк - затраты на электроэнергию без компенсации, руб./мес.; 
  •  Зк - затраты на электроэнергию при применении компенсационных установок, руб./мес.

Технико-экономический эффект, ожидаемый в результате применения компенсационных установок, представлен в следующий таблице.

сos(φ) без компенсации

сos(φ) с компенсацией

Снижение полной мощности, %

0,5

0,9

44

0,6

0,9

33

0,7

0,9

22


 

Выбор параметров системы компенсации

Для определения емкостной реактивной мощности Qc, необходимой для достижения заданного cos(φ), можно воспользоваться таблицей

Текущий (действующий)

Требуемый (достижимый) cos(φ2)

tg(φ)

cos(φ1)

0.80

0.82

0.85

0.88

0.90

0.92

0.94

0.96

0.98

1.00

 

 

Коэффициент F

3.1

0.30

2.43

2.48

2.56

2.64

2.70

2.75

2.82

2.89

2.98

3.1

2.96

0.32

2.21

2.26

2.34

2.42

2.48

2.53

2.60

2.67

2.76

2.96

2.77

0.34

2.02

2.07

2.1

2.23

2.28

2.34

2.41

2.48

2.56

2.77

2.59

0.36

1.84

1.89

1.97

2.05

2.1

2.1

2.23

2.30

2.39

2.59

2.43

0.38

1.68

1.73

1.81

1.89

1.95

2.01

2.07

2.1

2.23

2.43

2.29

0.40

1.54

1.59

1.67

1.75

1.81

1.87

1.93

2.00

2.09

2.29

2.1

0.42

1.41

1.46

1.54

1.62

1.68

1.73

1.80

1.87

1.96

2.1

2.04

0.44

1.29

1.34

1.42

1.50

1.56

1.61

1.68

1.75

1.84

2.04

1.93

0.46

1.1

1.23

1.31

1.39

1.45

1.50

1.57

1.64

1.73

1.93

1.83

0.48

1.08

1.1

1.21

1.29

1.34

1.40

1.47

1.54

1.62

1.83

1.73

0.50

0.98

1.03

1.11

1.1

1.25

1.31

1.37

1.45

1.63

1.73

1.64

0.52

0.89

0.94

1.02

1.1

1.1

1.22

1.28

1.35

1.44

1.64

1.56

0.54

0.81

0.86

0.94

1.02

1.07

1.1

1.20

1.27

1.36

1.56

1.48

0.56

0.73

0.78

0.86

0.94

1.00

1.05

1.1

1.1

1.28

1.48

1.40

0.58

0.65

0.70

0.78

0.86

0.92

0.98

1.04

1.11

1.20

1.40

1.33

0.60

0.58

0.63

0.71

0.79

0.85

0.91

0.97

1.04

1.1

1.33

1.30

0.61

0.55

0.60

0.68

0.76

0.81

0.87

0.94

1.01

1.1

1.30

1.27

0.62

0.52

0.57

0.65

0.73

0.78

0.84

0.91

0.99

1.06

1.27

1.23

0.63

0.48

0.53

0.61

0.69

0.75

0.81

0.87

0.94

1.03

1.23

1.20

0.64

0.45

0.50

0.58

0.66

0.72

0.77

0.84

0.91

1.00

1.20

1.1

0.65

0.42

0.47

0.55

0.63

0.68

0.74

0.81

0.88

0.97

1.1

1.1

0.66

0.39

0.44

0.52

0.60

0.65

0.71

0.78

0.85

0.94

1.1

1.11

0.67

0.36

0.41

0.49

0.57

0.63

0.68

0.75

0.82

0.90

1.11

1.08

0.68

0.33

0.38

0.46

0.54

0.59

0.65

0.72

0.79

0.88

1.08

1.05

0.69

0.30

0.35

0.43

0.51

0.56

0.62

0.69

0.76

0.85

1.05

1.02

0.70

0.27

0.32

0.40

0.48

0.54

0.59

0.66

0.73

0.82

1.02

0.99

0.71

0.24

0.29

0.37

0.45

0.51

0.57

0.63

0.70

0.79

0.99

0.96

0.72

0.21

0.26

0.34

0.42

0.48

0.54

0.60

0.67

0.76

0.96

0.94

0.73

0.1

0.24

0.32

0.40

0.45

0.51

0.58

0.65

0.73

0.94

0.91

0.74

0.1

0.21

0.29

0.37

0.42

0.48

0.55

0.62

0.71

0.91

0.88

0.75

0.1

0.1

0.26

0.34

0.40

0.46

0.52

0.59

0.68

0.88

0.86

0.76

0.11

0.1

0.24

0.32

0.37

0.43

0.50

0.57

0.65

0.86

0.83

0.77

0.08

0.1

0.21

0.29

0.34

0.40

0.47

0.54

0.63

0.83

0.80

0.78

0.05

0.1

0.1

0.26

0.32

0.38

0.44

0.51

0.60

0.80

0.78

0.79

0.03

0.08

0.1

0.24

0.29

0.35

0.42

0.49

0.57

0.78

0.75

0.80

 

0.05

0.1

0.21

0.27

0.32

0.39

0.46

0.55

0.75

0.72

0.81

 

 

0.1

0.1

0.24

0.30

0.36

0.43

0.52

0.72

0.70

0.82

 

 

0.08

0.1

0.21

0.27

0.34

0.41

0.49

0.70

0.67

0.83

 

 

0.05

0.1

0.1

0.25

0.31

0.38

0.47

0.67

0.65

0.84

 

 

0.03

0.11

0.1

0.22

0.29

0.36

0.44

0.65

0.62

0.85

 

 

 

0.08

0.1

0.1

0.26

0.33

0.42

0.62

0.59

0.86

 

 

 

0.05

0.11

0.1

0.23

0.30

0.39

0.59

0.57

0.87

 

 

 

 

0.08

0.1

0.21

0.28

0.36

0.57

0.54

0.88

 

 

 

 

0.06

0.11

0.1

0.25

0.34

0.54

0.51

0.89

 

 

 

 

0.03

0.09

0.1

0.22

0.31

0.51

0.48

0.90

 

 

 

 

 

0.06

0.1

0.1

0.28

0.48

0.46

0.91

 

 

 

 

 

0.03

0.1

0.1

0.25

0.46

0.43

0.92

 

 

 

 

 

 

0.07

0.1

0.22

0.43

0.40

0.93

 

 

 

 

 

 

0.04

0.11

0.1

0.40

0.36

0.94

 

 

 

 

 

 

 

0.07

0.1

0.36

0.33

0.95

 

 

 

 

 

 

 

 

0.1

0.33



 

Реактивная мощность конденсатора Qc вычисляется по формуле: 

Qc= Pa· [tg(φ1) - tg(φ2)] = Pa· F = Активная мощность [Вт] · коэффициент F;

где Pa= S · cos(φ) = Полная мощность · cos(φ)


 Пример:

         Дано:

  • Активная мощность световой установки: P = 10 кВт
  • Действующий cos(φ1) = 0.61
  • Требуемый cos(φ2) = 0.96

         Решение:

1. Расчет реактивной мощности конденсатора

  • Коэффициент F из таблицы 1.01
  • Реактивная мощность конденсатора Qc= 10 · 1.01 = 10,1 (кВАр) = 10100 (ВАр)

2. Расчет емкости конденсатора

  • C = Qc / (2 · π · f · U²) ; где

          C - емкость конденсатора в Ф

          Qc - реактивная мощность конденсатора в ВАр

          π - число "Пи" = 3,1416

          f - частота сети = 50 Гц

          U - напряжение сети = 220 В

  • C = 10100 / (2 · 3.1416 · 50 · 220²̄̄) = 0,00066424 (Ф) = 664,24 (мкФ)

3. Выбор конденсатора

  • Как известно, при параллельном соединении конденсаторов, их емкости суммируются. Поэтому выбираем 13 конденсаторов по 50 мкФ и соединяем их параллельно. Получаем в общей сложности 650 мкФ.

4. Расчет стоимости и срока окупаемости

  • Цена 1 конденсатора составляет 150 руб. Стоимость 13 конденсаторов = 1950 руб
  • Предположим, надбавка к тарифу по оплате активной мощности при повышенном потреблении реактивной мошности  составляет 10%, то при цене за 1 кВт 3 руб, предприятие дополнительно платит  0,3 руб .  

          Если световая установка работает 10 часов в сутки, то

  • Стоимость электроэнергии без компенсации за месяц составит = 10 (кВт) · 10 (часов) · 30 (суток) · 3,3 (руб) = 9900 руб
  • Стоимость электроэнергии с компенсацией за месяц составит = 10 (кВт) · 10 (часов) · 30 (суток) · 3 (руб) = 9000 руб

          По формуле T = З / (Збк- Зк) получаем срок окупаемости:

  • T = З / (Збк- Зк)  = 1950 / (9900 - 9000) = 2,17 месяца

Вывод: в течении 2 месяцев стоимость компенсационной  установки (конденсаторов) окупится, а затем будет приносить прибыль.