Что такое УКРМ и какие проблемы решает устройство?
Как часто российские пользователи (домовладельцы и производственные предприятия) получают некачественную электроэнергию и переплачивают за энергоресурсы по причине неэффективности систем энергообеспечения? Практически всегда. И это несмотря на постановления Правительства РФ и приказы Минэнерго, которые вступили в силу более 10 лет назад. А проблема малой эффективности и повышения качества решается – достаточно установить устройство компенсации реактивной мощности с подходящими в конкретной ситуации характеристиками.
Что такое УКРМ
Устройство компенсации реактивной мощности – устройство, поглощающее «лишнее» электричество, не приносящее пользы.
Поток электричества с УКРМ и без установки
Чем мощнее энергопоток по кабелям, тем больше излишков остается из-за колебаний потоков. Результат: износ и перегрев проводов, нецелевые расходы электроэнергии (переплаты), при использовании мощного оборудования повышен риск поломки техники.
Группа «РУСЭЛТ» выпускает приборы для использования в промышленности. В зависимости от условий эксплуатации мы предлагаем различные модели устройств:
- КРМ-0,4(от 20 до 1000 кВар) – используются для автоматического и ручного регулирования мощности;
- КРМ-Ф (от 20 до 1000 кВар) кроме компенсации выполняют вторую немаловажную функцию – фильтрации;
- КРМ-MINI (20, 30, 40 кВар) – управляемые устройства, компенсирующие мощность электричества в сетевых кабелях.
Приборы рассчитаны на промышленную эксплуатацию в умеренных климатических условиях. Полная работоспособность сохраняется в температурном диапазоне -40-+40°С, рекомендованная влажность до 80%.
Конструкция и принцип действия
Конструкция установки
Агрегат состоит из пяти функциональных блоков:
- Батарей-конденсаторов, которые соединяются по схеме «треугольник» с разрядными резисторами.
- Пускателей и дополнительной контактной группы, которые обеспечивают предварительный заряд конденсирующих батарей.
- Предохранителей, минимизирующих риски поломок из-за резких скачков напряжения.
- Разъединителя (в некоторых моделях автоматического выключателя).
- Регулятора коэффициента мощности.
Компенсация реактивной мощности происходит по следующей схеме:
Измерительная система в электронном формате выполняет контроль реактивной и активной энергии (измеряет напряжение токов в сети).
Контроллер (регулятор) проводит замеры мощности, подключая или отключая конденсаторы по мере необходимости. На основании замеров и измерений показания сравниваются с эталонной величиной, при наличии отклонений от заданных параметров устройство переключает аппарат для обеспечения необходимого значения. Проще говоря, УКРМ обеспечивает снижение реактивной энергии при минимальном цикле переключений, чем повышает КПД энергоносителей и снижает риск неисправностей комплектующих электросетей.
Прибор регулярно измеряет расхождение фаз тока и напряжения и меняет свою емкость в зависимости от потребительской необходимости
Как установка помогает экономить деньги?
Установка КРМ, используется в промышленности, при эксплуатации в тандеме
с электродвигателями, которые и являются основными потребителями реактивной мощности. Если «полезная» энергия тратиться на работу мотора, то реактивная приводит к снижению его эксплуатационных преимуществ. например, увеличивается риск преждевременной поломки, чаще нужны остановки оборудования для охлаждения, что отражается на производительности предприятия.
Без УКРМ пользователь платит и за бесполезную энергию
Реактивная доля электричества «гоняется» по проводам, не принося пользы, а из-за ее избытка возникает перегрев, обеспечивается дополнительная нагрузка на сеть и оборудование. Итог: у пользователя двойная потеря – переплата за нецелевую электроэнергию и повышенный риск поломок электрооснащения. А потери и риски сводятся к минимуму без значительных трат – покупкой и установкой УКРМ, И чем больше мощность потребляемой энергии, тем больше выгод от использования компенсатора.
Выгоды использования
Повысить энергоэффективность энергоносителей, свести к нулю вероятность поломок промышленного оборудования помогает установка УКРМ. Причем этот вид компенсации экологичен, ни окружающей среде, ни здоровью человека не наносится какого-либо вреда. К преимуществам использования приборов потребители и специалисты относят:
- увеличение полезной мощности (КПД электросетей и оборудования до 97%);
- снижение количества фактически потребленной энергии на 20-30%;
- увеличение стабильности уровня напряжения;
- повышение срока безаварийной работы техники;
- снижение расходов на коммунальные услуги (электроэнергию);
- уменьшение пропускной способности в электросетях (минимизация риска перегрева и короткого замыкания).
Использование УКРМ в производстве позволяет избежать и таких расходов как штрафы со стороны органов госконтроля.
Компания «РУСЭЛТ» специализируется на производстве современной техники, которая помогает сократить энергетические затраты. Наша задача – удовлетворить запросы потребителей и предоставить устройства, на 100% соответствующие поставленным задачам. В ассортименте УКРМ различной функциональности, конструкции, типа работы, поэтому мы уверены – выбрать прибор с оптимальными характеристиками сможет каждый потребитель.
Назначение компенсаторов реактивной мощности КРМ-0,4
Компенсаторы реактивной мощности регулируемые серии КРМ-0,4 предназначены для автоматического и ручного регулирования коэффициента мощности в распределительных сетях трехфазного переменного тока частотой 50 Гц напряжением от 230 до 690 В.
Структура условного обозначения КРМ-0,4 КРМ-0,4-ХХХХ-YY-GG-N-Z-IPLL: КРМ- компенсатор реактивной мощности; — 0,4 – рабочее напряжение (400В); — ХХХХ – мощность установки (20, 30, 50, 80, 100, 125, 150, 200, 300, 350, 400, 500, 600, 700, 800, 900, 1000) кВАр; — YY — число ступеней (1– 12); — GG — мощность ступени регулирования (2,5; 5; 7,5; 10; 12,5; 20; 25; 50) кВАр; — N — вид исполнения коммутатора: К — контакторный Т — тиристорный — Z — вид климатического исполнения (У3, Т3, УХЛ2) по ГОСТ 15150-69; — LL — степень защиты (IP20, IP40, IP54) по ГОСТ14254-96.
ТУ 3414-007-55978767-07, сертификат соответствия № PОСС RU.АЕ11.Н 02082
Область применения Электрические потребители индуктивного характера (индукционные печи, электродвигатели и аналогичное оборудование) потребляют из сети не только активную, но и реактивную мощность. Появление этой составляющей мощности приводит к увеличению действующего значения тока, потребляемого из сети, и как следствие – к увеличению потерь в кабелях, трансформаторах и других распределительных устройствах систем питания. Кроме этого, увеличиваются общие расходы на электроэнергию. Поэтому необходимо предусматривать меры по снижению реактивной мощности, потребляемой из сети. Этого можно достигнуть применяя Устройства компенсации реактивной мощности серии КРМ.
Общие функциональные особенности Компенсаторы реактивной мощности серии КРМ с помощью подключения определенной емкостной нагрузки – конденсаторов, снижают суммарную реактивную мощность, потребляемую из сети. Возможно применение нерегулируемых и регулируемых КРМ. Ступенчатые КРМ переключают секции конденсаторных батарей, обеспечивая оптимальную компенсацию реактивной мощности. В зависимости от используемых коммутаторов, КРМ делятся на контакторные и тиристорные. При работе в режиме автоматического регулирования подключение и отключение конденсаторных ступеней производится автоматически, обеспечивая наиболее высокий коэффициент мощности. При работе в режиме ручного регулирования подключение и отключение ступеней регулирования производится оператором, что позволяет установить необходимый коэффициент мощности. Коммутация трехфазных конденсаторов производится быстродействующими контакторами с малым дребезгом контактов. Дополнительная группа контактов таких контакторов замыкается раньше основной группы, что ограничивает и демпфирует броски пускового тока за счет подключения зарядных резисторов.
Структурная схема КРМ-0,4
Установка КРМ-0,4 состоит из следующих основных частей:
— конденсаторных батарей, соединенных по схеме «треугольник» с разрядными резисторами (С);
— контакторы с дополнительной контактной группой, обеспечивающей предварительный заряд конденсаторов (КМ);
— предохранителей (FU);
— автоматического выключателя (QF);
— регулятора коэффициента мощности (контроллер типа РКМ-5, РКМ-15).
Контроллер обеспечивает автоматическое переключение конденсаторных секций. Он измеряет истинное значение коэффициента мощности и подключает или отключает конденсаторы для того, чтобы достичь необходимого значения cos F. Электронная измерительная система контролирует активную и реактивную составляющую мощности путем измерения мгновенных значений напряжения и тока в силовой сети. На основе этих измерений вычисляется фазовый сдвиг между током и напряжением, и это значение сравнивается с предварительно заданной величиной. Подробнее описание контроллеров РКМ-5 и РКМ-15.
Конструктивное исполнение регулируемых КРМ-0,4
Корпус КРМ – прямоугольный металлический шкаф с передней открывающейся дверью, на котором расположен дисплей контроллера — регулятора коэффициента мощности РКМ-5 или РКМ-15.
Способ охлаждения естественный до 150 кВАр и принудительный, воздушный свыше 200 кВАр. Вентиляторы принудительного охлаждения включаются от датчиков температуры.
Габаритные размеры регулируемых КРМ-0,4 со степенью защиты IP20, IP40 и IP54 указаны в таблице «Типо-номиналы КРМ-0,4».
Технические характеристики КРМ-0,4
| Параметр | Значение |
| >Рабочее линейное напряжение, кВ | 0,2/0,4/ 0,44/0,69 |
| >Диапазон мощностей, кВАр | 20…1000 |
| >Шаг регулирования, кВАр | 2,5/ 5/ 7,5/ 10 / 12,5/ 20/ 25/ 50/100 |
| >Число ступеней регулирования, | 1. 12 |
| >Тип ключа | контактор/ тиристор |
| >Схема соединения конденсаторов | треугольник |
| >Разрядное устройство конденсаторов | блок разрядных резисторов |
| >Потери в диэлектрике конденсаторов, Вт/ кВАр | 0,2 |
| >Ресурс конденсаторов | более 100 000 циклов |
| >Номинальная частота, Гц | 50 |
| >Максимальная перегрузка по току, % | 130 |
| >Максимальная перегрузка по напряжению, % | 110 |
| >Общие потери установки, Вт/ кВАр | не более 2 |
| >Время переключения ступени, тип ключа: контактор/ тиристор, сек | 30/ 0,02 |
Где устанавливаются компенсаторы реактивной мощности
Реактивная мощность — часть полной мощности, затрачиваемая на электромагнитные процессы в нагрузке имеющей емкостную и индуктивную составляющие. Не выполняет полезной работы, вызывает дополнительный нагрев проводников и требует применения источника энергии повышенной мощности.
Статьи по теме компенсации реактивной мощности
- Где необходима компенсация реактивной мощности
- Экономический эффект внедрения установок компенсации реактивной мощности
- Методика и калькулятор расчета необходимой компенсации реактивной мощности
- Теория о природе реактивной мощности
Реактивная мощность относится к техническим потерям в электросетях согласно Приказу Минпромэнерго РФ № 267 от 04.10.2005.
При нормальных рабочих условиях все потребители электрической энергии, чей режим сопровождается постоянным возникновением электромагнитных полей (электродвигатели, оборудование сварки, люминесцентные лампы и многое др.) нагружают сеть как активной, так и реактивной составляющими полной потребляемой мощности. Эта реактивная составляющая мощности (далее реактивная мощность) необходима для работы оборудования содержащего значительные индуктивности и в то же время может быть рассмотрена как нежелательная дополнительная нагрузка на сеть.
Для наглядности и лучшего понимания происходящих процессов, рекомендуем ознакомиться с роликом о реактивной мощности:
При значительном потреблении реактивной мощности напряжение в сети понижается. В дефицитных по активной мощности энергосистемах уровень напряжения, как правило, ниже номинального. Недостаточная для выполнения баланса активная мощность передается в такие системы из соседних энергосистем, в которых имеется избыток генерируемой мощности. Обычно энергосистемы дефицитные по активной мощности, дефицитны и по реактивной мощности. Однако недостающую реактивную мощность эффективнее не передавать из соседних энергосистем, а генерировать в компенсирующих устройствах, установленных в данной энергосистеме. В отличие от активной мощности реактивная мощность может генерироваться не только генераторами, но и компенсирующими устройствами – конденсаторами, синхронными компенсаторами или статическими источниками реактивной мощности, которые можно установить на подстанциях электрической сети.
Компенсация реактивной мощности, в настоящее время, является немаловажным фактором позволяющим решить вопрос энергосбережения и снижения нагрузок на электросеть. По оценкам отечественных и ведущих зарубежных специалистов, доля энергоресурсов, и в частности электроэнергии занимает значительную величину в себестоимости продукции. Это достаточно веский аргумент, чтобы со всей серьезностью подойти к анализу и аудиту энергопотребления предприятия, выработке методики и поиску средств для компенсации реактивной мощности.
Средства компенсации реактивной мощности
Индуктивной реактивной нагрузке, создаваемой электрическими потребителями, можно противодействовать с помощью ёмкостной нагрузки, подключая точно рассчитанный конденсатор. Это позволяет снизить реактивную мощность, потребляемую от сети и называется корректировкой коэффициента мощности или компенсацией реактивной мощности.
Установки компенсации реактивной мощности
Понижение коэффициента мощности – один из основных преобладающих факторов ухудшения показателей качества электроэнергии. Реактивный ток ведет к падению напряжения в электросети, из-за чего возрастает расход энергоресурсов для выработки электроэнергии и увеличивается ее себестоимость.
Установки компенсации реактивной мощности – это возможность эффективно решить вопрос энергосбережения на предприятии и, соответственно, повысить рентабельность производства. Ведь доля электроэнергии может занимать до 35-40% в структуре себестоимости производимых товаров. Этот аргумент – один из главных при принятии решения о проведении аудита потребления электроэнергии и необходимости применения установки компенсации реактивной мощности.
Повышение коэффициента мощности промышленного предприятия с помощью автоматической конденсаторной батареи
Общий коэффициент мощности современных производств очень низок из-за наличия индуктивных нагрузок, потребляющих реактивную мощность. В первую очередь это относится к промышленным предприятиям с мощными индуктивными нагрузками и большими колебаниями нагрузки, которые имеют очень низкий коэффициент мощности. Такие производства в наибольшей степени выигрывают от внедрения автоматических конденсаторных батарей. Эти батареи обеспечивают повышение коэффициента мощности и более высокий уровень напряжения на нагрузке, а также приводят к снижению начислений за электроэнергию. Кроме того, автоматические конденсаторные батареи позволяют отключать «лишние» конденсаторы в периоды низкой нагрузки и исключить нежелательные перенапряжения. В большинстве случаев потребитель устанавливает конденсаторную батарею, чтобы избежать начисления штрафов в счёте за электроэнергию. Без достаточной проработки это может привести к большому количеству технических проблем. При этом необходимо также учитывать, что конденсаторные батареи предназначены для долговременной эксплуатации.
На большинстве промышленных и коммерческих объектов основная часть электрического оборудования представляет собой индуктивную нагрузку: асинхронные двигатели, индукционные печи, трансформаторы и лампы с ПРА. Проблемы с качеством электроэнергии на промышленных предприятиях растут в связи с увеличением количества двигателей, питаемых от управляемых выпрямителей, а также общего увеличения уровня гармоник и интергармоник. Такие нагрузки являются причиной низкого коэффициента мощности на промышленных предприятиях. Низкий коэффициент мощности свидетельствует о неэффективном использовании электроэнергии и приводит к увеличению общих расходов на энергоснабжение. Эти проблемы решаются при правильном выборе и установке конденсаторов компенсации реактивной мощности.
Установки реактивной мощности – действенный метод уменьшения нагрузки на линии электропередач и электрораспределительные станции, их внедрение способствует повышению надежности всей электросети. Кроме того, установки реактивной мощности эффективно уменьшают перекос фаз, частотные и амплитудные скачки, снижают уровень высокочастотных гармоник.
Понятие о коэффициенте мощности
Коэффициент мощности является мерой эффективности использования системой электрической мощности. Для того чтобы понять, что такое коэффициент мощности, необходимо сначала уяснить, что мощность бывает трёх видов: активная, реактивная и полная. Активная мощность определяется реально потребляемыми током и напряжением. Она выполняет реальную работу, к примеру, создаёт тепло, свет и движение. Активная мощность измеряется в киловаттах (кВт) и регистрируется электрическим счётчиком в киловатт- часах. Реактивная мощность не выполняет полезную работу, но она необходима для поддержания электромагнитного поля, требуемого для работы многих коммерческих и промышленных нагрузок. Она измеряется в киловольт-амперах реактивных (квар). Общая требуемая мощность, включающая в себя активную и реактивную мощность, называется полной мощностью. Она измеряется в киловольт-амперах (кВА).
Коэффициент мощности – это отношение активной мощности к полной мощности. Коэффициент мощности может иметь значение от 0 до 1,00, при этом типовой диапазон значений – от 0,80 до 0,98. Коэффициент мощности ниже 0,8 считается низким.
Индуктивные нагрузки, приводящие к низкому коэффициенту мощности
Если на предприятии имеются индуктивные нагрузки, которым необходим ток намагничивания для создания магнитного поля, требуется коррекция коэффициента мощности. Индуктивные свойства наиболее явно выражены у двигателей и трансформаторов и чаще встречаются на коммерческих и промышленных объектах. Один из наихудших случаев – это малонагруженный асинхронный двигатель, такая ситуация встречается в циклическом режиме работы, к примеру, при работе пил, конвейеров и измельчителей, в которых двигатель должен быть рассчитан на максимальную нагрузку.
Другие нагрузки, являющиеся причинами низкого коэффициента мощности, включают в себя индукционные печи, большинство штамповочных машин, ткацкие станки, одноударные прессы, автоматизированные станки, сварочные устройства и пускорегулирующие устройства некоторых типов люминесцентных ламп. В таблице № 1 приводятся нескорректированные коэффициенты мощности некоторых производств.
Таблица № 1. Типовые значения коэффициента мощности в некоторых отраслях
Производство или отрасль
Нескорректированный коэффициент мощности
Пильные станки, молочная промышленность