Наличие реактивной мощности снижает качество электроэнергии, приводит к таким явлениям, как увеличение платы за электроэнергию, дополнительные потери и перегрев проводов, перегрузка подстанций, необходимость завышения мощности трансформаторов и сечения кабелей, просадки напряжения в электросети. Компенсация  реактивной мощности  осуществляется  с   помощью  конденсаторов, синхронных электродвигателей, генераторов. Гораздо сложнее обстоит дело  при наличии  в  сети   гармонических составляющих основной   частоты, образующихся вследствие   нелинейных нагрузок. Токи высших гармоник  увеличивают потери  в конденсаторах, что повышает их и без того  предельную температуру и значительно сокращает срок службы, а порой и приводит  к авариям в следствии разрыва корпуса. Для борьбы с выше указанными явлением необходимо использовать дроссели, предотвращающих  попадание на  конденсатор   токов высших гармоник. Индуктивность, добротность дросселя, емкость конденсатора  связанны опреденной  зависимостью  и определяются по конкретному  месту использования  конденсаторной установки, т.к. зависят  от многих параметров  фазности выпрямителя, мощности трансформатора, способа включения, симметричности нагрузки  и еще очень многих факторов,  что исключает   изготовление  установок  без конкретных  измерерний  и расчетов  непосредственно на  месте эксплуатации. В случаях, когда мощность нелинейных электропотребителей не превышает 10-15 %, каких-либо особенностей в эксплуатации системы электроснабжения, как правило, не возникает. При превышении указанного предела следует ожидать появления различных проблем в эксплуатации и последствий, причины которых не являются очевидными на  первый взгляд. На предприятиях, имеющих долю нелинейной нагрузки свыше 25%, отдельные проблемы могут проявиться сразу с момента ввода в эксплуатацию.

Параметры питающей сети, не соответствующие нормам (повышенное или пониженное напряжение, всплески и провалы напряжения, искажение синусоидальной формы напряжения, тока и др.), воздействуя на подключенные электропотребители, могут нарушать их нормальную работу, и даже выводить  из строя..

Изменение во времени тока и напряжения в промышленных сетях переменного тока значительно отличается от чистой синусоиды (см. рис.1). Эта переменная величина в действительности состоит из определенного количества синусоид разных частот, среди которых имеется гармоника  промышленной частоты, называемая «основная гармоника» или просто «основная».

(рис.1)

Большинство  вышеперечисленных негативных факторов происходящих в сетях переменного тока можно свести к минимальным показателям  применением грамотно и квалифицированно разработанными конденсаторными установками.  Для комплексного решения задач связанных с компенсацией реактивной мощно­сти компания EPCOS разработала  анализатор спектра совместно с программным обеспечением  (рис 2) позволяющий заранее избежать ошибочных решений при проектировании и анализе существующих установок коррекции коэффициента мощности.  Анализатор параметров сети MC7000-3 был разработан для выполнения измерений в трёхфазной сети, отображения и хранения информации об  электрических параметрах измеряемой низковольтной сети.

Особенности данного анализатора спектра:

(рис.2)

- Измерение, отображение и хранение многочисленных параметров сети

- Напряжение (3 фазы)

- Ток (3 фазы)

- Частота (3 фазы)

- Активная мощность (3 фазы)

- Реактивная мощность (3 фазы)

- Коэффициент мощности (3 фазы)

- Активная, реактивная и полная энергия

- Гармоники напряжения (до 51-й)

- Гармоники тока (до 51-й)

- Коэффициент искажений по напряжению (3 фазы)

- Коэффициент искажений по току (3 фазы)

К отличительным особенностям прибора относятся графический ЖК-дисплей с подсветкой (рис. 3) размерами 128 x 64 точек и большое число возможных конфигураций сбора данных, их отображения и хранения с представлением информации одновременно в различных окнах в режиме реального времени. Для наглядного отображения уровней гармоник доступна гистограмма  и осцилограммы напряжения и тока.

Совместно с программным обеспечением фирмы EPCOS анализатор  по праву можно

назвать программным комплексом. Программное обеспечение позволяет пользователю осуществлять  визуализацию всех измеряемых величин, (рис.2) что делает этот прибор уникальным в сравнении с другими приборами аналогичного назначения,  снабженными только цифровыми текстовыми дисплеями. Программное обеспечение позволяет наглядно демонстрировать все

(рис. 3)

процессы, происходящие в сети в виде графиков и гистограмм. Математическая обработка измеренных величин позволяет провести вычисления:                                 

- Автоматическое вычисление требуемого значения реактивной мощности (цель — расчет cos ϕдля последующей установки его пользователем)

- Оценка результатов измерений гармоник и выработка рекомендаций по значению коэффициента расстройки для систем коррекции коэффициента мощности

Оценка влияния расстройки на гармоники для рассчитанного  cos ϕ

(рис 4)

Собранные данные доступны в формате Excel, что даёт пользователю возможность их дальнейшей обработки (проведения анализа, расчетов, предоставления Заказчику в виде наглядной демонстрации).

Конечным результатом работы программного комплекса  по результатам вычисления  и анализа математической модели  программа выдает конечную рекомендацию на  изготовление КУ. (рис 5) (емкость КУ, тип банок, тип  контакторов, колл. ступеней, при необходимости  тип

применяемого дросселя и т.д.) Все данные  сводятся в таблицу для простоты расчета коммерческой стоимости КУ. сводятся в таблицу для простоты расчета коммерческой стоимости КУ.

(рис. 5)

Длительный период работы специалистов ООО ПТП «Альянс» с анализатором и программным комплексом, прошедших сертифицированное  обучение на  фирме EPCOSпозволят со 100% гарантией  осуществить  мониторинг сетей Заказчика, и  после соответствующего  анализа   выдать  рекомендации на изготовление КУ, учитывая все пожелания  по устранению проблем и улучшению  эффективности  работы существующей установки электроснабжения Заказчика   с учетом всех индивидуальных особенностей системы энергоснабжения.

 

Исп. Литература

1) Материалы фирмы EPCOS (каталог EPCOS «PowerFactorCorrection» 2011 г.)
2) ГОСТ 13109-97

3) Программное обеспечение фирмы EPCOS «MC7000Soft»