Компенсація реактивної потужності

В електричних ланцюгах змінного струму присутні два види потужності – активна і реактивна. Активна потужність є корисною і витрачається безпосередньо на вчинення корисної роботи. Реактивна потужність частіше має негативний вплив, в зв’язку з чим, потрібно компенсація реактивної потужності.

Реактивна потужність

Реактивна потужність виникає при наявності реактивних елементів у ланцюзі, таких як котушка або конденсатор. При цьому частина енергії отриманої від джерела повертається назад до нього.

При наявності в ланцюзі і котушки і конденсатора, сумарна реактивна потужність виявляється менше, ніж в ланцюгах, в яких ці елементи розташовані окремо. Це пов’язано з тим, що індуктивна QL та місткість QC потужності мають різні знаки. У разі рівного розподілу цих потужностей спостерігається явище резонансу, при якому реактивна потужність дорівнює нулю. У цьому випадку енергія не надходить до джерела, а циркулює між котушкою і конденсатором.

Реактивна потужність в промислових установках

У промисловості велика частина устаткування має індуктивністю, а отже і реактивною потужністю. Прикладом таких установок може служити трансформатори, двигуни, індукційні нагрівальні установки і т.д. Чим більше величина реактивної потужності, тим менше коефіцієнт потужності cosφ, який визначається як відношення активної потужності до повної. Чим більше число установок, тим більше їх сумарна реактивна потужність, отже, втрати пов’язані з реактивною потужністю більше.

Реактивна потужність також впливає на струми в ланцюзі. На прикладі асинхронного двигуна струм визначається як

При збільшенні реактивної потужності (Q) струм також буде збільшуватися, що призводить до необхідності вибору проводів більшого перетину, а отже до зайвих витрат. Крім того, збільшення струму призводить до збільшення теплових втрат, а отже до додаткового нагрівання двигуна.

Компенсація реактивної потужності

Як було сказано раніше, великі значення реактивної потужності призводять до значних економічних і трудових витрат. Тому, на практиці намагаються максимально зменшити її значення.

Зменшення реактивної потужності може досягатися кількома способами. Найефективнішим вважається правильний підбір потужності двигунів і трансформаторів і знаходження ефективного режиму навантаження, без холостого ходу і недовантаження. Такий спосіб не вимагає додаткових матеріальних витрат, але їм не завжди виходить досягти оптимальних значень і вдаються до штучних способів компенсації реактивної потужності.

Одним з таких способів є включення батареї конденсаторів паралельно до приймача.

За допомогою використання батареї конденсаторів можна домогтися повної компенсації реактивної потужності. Але на практиці витрати на додаткове обладнання можуть значно перевищити витрати на реактивну потужність, через дорожнечу конденсаторів. Тому найчастіше, домагаються лише часткової компенсації реактивної потужності.

 Компенсацію реактивної потужності розглянемо на прикладі асинхронного двигуна.

  Компенсація реактивної потужності

  До включення батареї конденсаторів паралельно двигуну, значення реактивної потужності дорівнювало Q1, а струм в живильних проводах двигуна дорівнював I1. При включенні батареї, це значення знизилося до Q2, так як частина індуктивної потужності була скомпенсирована ємнісний.

Посилання на основну публікацію