¿Para qué sirve la compensación de potencia reactiva?
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La potencia reactiva es necesaria para crear campos magnéticos alternos en receptores eléctricos inductivos y no realiza trabajo útil directo. Al mismo tiempo, la energía reactiva tiene un impacto significativo en parámetros del sistema de suministro de energía como las pérdidas de potencia y electricidad, los niveles de rendimiento y el voltaje en los nodos de la red eléctrica.
La potencia y energía reactiva empeoran el funcionamiento del sistema eléctrico, es decir, cargar los generadores de las centrales con corrientes reactivas aumenta el consumo de combustible, aumenta las pérdidas en las redes y receptores de potencia, y aumenta la caída de tensión en las redes.
La corriente reactiva carga adicionalmente las líneas eléctricas, lo que conduce a un aumento en las secciones transversales de los alambres y cables y, en consecuencia, a un aumento en los costos de capital para las redes externas y locales.
La compensación de potencia reactiva es actualmente un factor importante que le permite resolver el problema del ahorro de energía en casi cualquier empresa.
Según estimaciones de expertos locales y extranjeros destacados, la participación de los recursos energéticos, y en particular la electricidad, es de aproximadamente el 30-40% del costo de producción. Este es un argumento lo suficientemente fuerte como para que el administrador se tome en serio el análisis y la auditoría del consumo de energía y el desarrollo de métodos de compensación de potencia reactiva. La compensación de potencia reactiva es la clave del ahorro energético.
Usuarios de energía reactiva
Principales usuarios de potencia reactiva — motores asíncronosque consumen el 40% de la energía total junto con las necesidades domésticas y propias; hornos eléctricos 8%; convertidores 10%; transformadores de todas las etapas de transformación 35%; líneas eléctricas 7%.
En las máquinas eléctricas, el flujo magnético alterno está conectado a las bobinas. Como resultado, se induce una fem reactiva en las bobinas cuando fluye corriente alterna. causando un cambio de fase (fi) entre voltaje y corriente. Este cambio de fase generalmente aumenta y coseno phi disminuye a baja carga. Por ejemplo, si el cos phi de los motores de CA a plena carga es 0,75-0,80, entonces a baja carga se reducirá a 0,20-0,40.
Los transformadores de baja carga también tienen un bajo nivel Factor de potencia (coseno phi). Por tanto, aplicando compensación de potencia reactiva, el coseno phi resultante del sistema de potencia será bajo, y la corriente de carga eléctrica, sin compensación de potencia reactiva, aumentará con la misma potencia activa consumida por la red.En consecuencia, al compensar la potencia reactiva (utilizando bloques de condensadores automáticos KRM), la corriente consumida por la red disminuye, dependiendo del coseno phi, en un 30-50%, respectivamente, disminuye el calentamiento de los cables conductores y el envejecimiento del aislamiento. .
Además, el proveedor de electricidad tiene en cuenta la potencia reactiva junto con la potencia activa y, por lo tanto, se paga de acuerdo con las tarifas vigentes, por lo que forma una parte importante de la factura de electricidad.
La estructura de los usuarios de energía reactiva en los sistemas de potencia (por potencia activa instalada):
Otros convertidores: CA a CC, corriente de frecuencia industrial a corriente de alta o baja frecuencia, carga de hornos (hornos de inducción, hornos de arco de acero), soldadura (transformadores de soldadura, unidades, rectificadores, punto, contacto).
Las pérdidas totales absolutas y relativas de potencia reactiva en los elementos de la red de alimentación son muy elevadas y alcanzan el 50% de la potencia suministrada a la red. Aproximadamente el 70 - 75% de todas las pérdidas de potencia reactiva son pérdidas en transformadores.
Así, en un transformador de tres devanados TDTN-40000/220 con un factor de carga de 0,8, las pérdidas de potencia reactiva son de alrededor del 12%. En el camino desde la central eléctrica se producen al menos tres transformaciones de tensión, por lo que las pérdidas de potencia reactiva en transformadores y autotransformadores alcanzan valores elevados.
Formas de reducir el consumo de potencia reactiva. Compensación de potencia reactiva
La forma más efectiva y eficiente de reducir la potencia reactiva consumida por la red es el uso de unidades de compensación de potencia reactiva (unidades condensadoras).
El uso de unidades condensadoras para la compensación de potencia reactiva permite:
- descargar líneas eléctricas, transformadores y aparamenta;
- reducir las facturas de electricidad
- al utilizar cierto tipo de instalación, reduzca el nivel de armónicos más altos;
- suprimir el ruido de la red, reducir el desequilibrio de fase;
- hacer que las redes de distribución sean más fiables y económicas.
La compensación de potencia reactiva asegura el cumplimiento de la condición de balance de potencia reactiva, reduce las pérdidas de potencia y electricidad en la red, y también permite la regulación de tensión mediante el uso de dispositivos de compensación.
Se puede lograr un efecto económico significativo de la compensación de potencia reactiva con la combinación correcta de diferentes medidas, que deben justificarse técnica y económicamente.