5) можливість встановлення в будь-якій точці мереж: біля окремих електроприймачів, групами в цехах або великими батареями.

До основних недоліків конденсаторних батарей належать:

– відсутність можливості споживання реактивної потужності;

– відсутність можливості плавного регулювання;

– висока чутливість до струмів вищих гармонік, внаслідок чого конденсаторна установка може вийти з ладу.

Принципова відмінність статичних конденсаторів від синхронних компенсаторів проявляється в способі регулювання режиму в мережі. Синхронні компенсатори є засобами зовнішнього регулювання, що здійснюється шляхом зміни ЕРС машини. Регулювання статичними конденсаторами проводиться шляхом зміни результуючих струмів навантажень i відносяться до засобів внутрішнього регулювання. Внутрішнє регулювання є ефективним способом впливу на режим системи, при цьому не спостерігається електромеханічна нестійкість регулюючого пристрою, але можуть бути суттєво збільшені запаси двигунного навантаження підприємств.

Фільтро-компенсуючі пристрої. В електроустановках промислових підприємств широко використовують фільтро-компенсуючі пристрої (ФКП). Це послідовне з’єднання індуктивних та ємнісних елементів, основне завдання яких - фільтрування певних гармонік, а також компенсація реактивної потужності за рахунок конденсаторів, які входять до складу ФКП.

Статичні джерела реактивної потужності. В даний час знаходять застосування штучні джерела реактивної потужності, які побудовані на основі тиристорів, поєднаних з реакторами або конденсаторами. Значення реактивного струму цих пристроїв може змінюватись дією на управління тиристорів. Управління такими пристроями є практично безінерційним (час 0.2 - 0.4 сек.), а генерована ними реактивна потужність може змінюватись в широких межах.

Переваги:

– можливість генерування або споживання реактивної потужності;

– можливість плавного регулювання потужності;

– відсутність обертових елементів;

– можливість розміщення в будь-яких вузлах навантаження.

Недоліки:

– велика, порівняно з конденсаторними батареями, питома вартість;

– більші, ніж конденсаторів втрати активної потужності;

– складніші, порівняно з конденсаторами, умови експлуатації.

Велика, порівняно з іншими джерелами, питома вартість, а також складніші умови експлуатації зумовили певні труднощі у використанні даних пристроїв.

Виходячи з вище наведених існуючих джерел реактивної енергії та електрообладнання підприємства приймаємо до розгляду компенсацію реактивної енергії за допомогою конденсаторних установок: низьковольтні, регульовані та нерегульовані.

Параметри деяких з них наводимо нижче.

Автоматизовані конденсаторні установки

Загальні відомості: На сучасному етапі розвитку електроенергетики необхідний форсований перехід до енергозберігаючих технологій і різних способів зниження втрат електричної потужності і електроенергії, супроводжуючих потребу в нових електростанціях і органічному паливі.

Компенсація peaктивної потужності є найдешевшим і одночасно найефективнішим засобом підвищення техніко-економічних показників електричних систем.

Найпоширенішим засобом компенсації peaктивної потужності в промислових електромережах є вживання конденсаторних установок. Це дає можливість не тільки підвищити коефіцієнт потужності до необхідної величини і зменшити втрати електроенергії в елементах мережі електропостачання, але і є, разом з іншими заходами, засобом регулювання напруги в різних точках мережі і підвищення якості електроенергії.

Вживання дозволяє: Конденсаторні установки типа АКУ забезпечують середньодобовий cosц не нижче 0,97; виключають генерацію peaктивної енергії в мережу в години мінімальних навантажень і роблять можливим отримання інформації про параметри електричної мережі.

Переваги вживання конденсаторних установок:

- Повна окупність за 8 - 24 місяці за paxунок зниження витрат на електроенергію.

- Малий об'єм по монтажу і обслуговуванню устаткування.

- Малий об'єм робіт обумовлений більш ефективним використовуванням енергії при тому ж загальному об'ємі потужності.

- Поліпшені показники по напрузі.

- Менший спад напруги.

- Оптимальні розміри кабелю.

Поліпшення чинника потужності може дозволити зменшити поперечний переріз кабелю. З другого боку, через вже існуючу кабельну мережу можна передати додаткову потужність.

Установки оснащуються захистом конденсаторів від вищих гармонік.

Низьковольтні конденсаторні установки:

Установки призначені для підвищення коефіцієнта потужності електроустановок промислових підприємств і розподільних мереж і для автоматичного регулювання реактивної потужності в мережах напругою 0.4 кВ частоти 50 Гц. Установки призначені для роботи в закритих приміщеннях в наступних умовах:

- інтервал температур від мінус 20 до плюс 40 градусів С;

- відносна вологість повітря до 80% при температурі 20 градусів С;

- висота над рівнем моря не більше 1000 м;

- навколишнє середовище невибухонебезпечне, не містить струмоведучого пилу, агресивних газів і пари в концентраціях, що руйнують метали і ізоляцію.

Установки допускають тривалу роботу при:

- підвищенні діючого значення напруги до 1,1 номінального;

- підвищенні діючого значення струму до 1,3 номінального, одержуваного як за рахунок підвищення напруги, так і за рахунок вищих гармонік або того і іншого разом, незалежно від гармонійного складу струму.

З урахуванням граничного відхилення місткості плюс 10% найбільший допустимий струм може бути до 1,43 номінальні струми установки.

Техніко-економічне порівняння варіантів

Доцільність використання компенсуючих пристроїв доведемо на основі техніко-економічного порівняння варіантів компенсації за дисконтованими затратами.

1. Без компенсації.

Проводимо визначення затрат для ТП.

Дисконтовані затрати:

, (23)

де – вартість річних втрат електроенергії, грн;

– річна плата за споживання і генерацію реактивної електроенергії, грн;

– норма дисконту (0.1 – 0.2).

. (24)

де – річні втрати електроенергії, кВт•год

– тариф на активну електроенергію на межі розподілу з енергосистемою, грн./кВт•год.

Втрати в елементах мережі, обумовлені протіканням реактивної електроенергії

. (25)

де – спожита або генерована реактивна електроенергія, яка передається через елемент схеми мережі, кВАр?год;

– коефіцієнт форми добового графіка навантаження;

– опір елемента електричної мережі, Ом ;

– розрахунковий період, год;

– напруга мережі, кВ.

Визначаємо споживання активної та реактивної потужностей за рік на ТП згідно з добових графіків навантажень (рис. 2.1 та рис.2.2)

кВАр·год,

кВт,

, (26)

де – основна плата за споживання і генерацію реактивної енергії;

– надбавка за недостатнє оснащення електричної мережі споживача засобами КРП.

, (27)

де – число точок розрахункового обліку реактивної енергії;

– споживання реактивної енергії в точці обліку за розрахунковий період, кВАр?год;

– генерація реактивної енергії в мережу електропередавальної організації в точці обліку за розрахунковий період, кВАр?год;

– нормативний коефіцієнт урахування збитків енергосистеми від генерації реактивної електроенергії з мережі споживача;