Реактивная мощность
 

Добрый день!

Может вопрос не совсем в тему... или совсем не в тему... но может быть кто-нибудь сталкивался с подобным вопросом...

При включении в сеть промышленного предприятия светильников с разрядными лампами, в осветительной сети появляется заметная составляющая реактивной мощности. Например для светильника с лампой ДРЛ 250 Вт, и cos фи = 0,6, активная потребляемая мощность светильника порядка 290Вт, при этом реактивная составляющая 387Вар, т. е. полная мощность светильника 484ВА.

Это было вступление...

Кто-нибудь сталкивался с правилами формирования тарифов на реактивную составляющую реактивной мощности?

В некоторых документах встречаются фразы об оплате "перетоков" реактивной составляющей от потребителя к производителю.

Но в случае, если потребитель потребляет (извините за тафтологию) больше чем генерирует, то платит ли он за потребляемую реактивку?

И насколько критичен вклад реактивной мощности от освещения в рамках крупного промышленного предприятия?

P. S. Если вопрос совсем не в тему - прошу меня простить?!

Re: Реактивная мощность
 

Реактивная мощность от светильников на фоне жизни предприятия - сущая фигня.

Кроме того, разные роды (ёмкостная/индуктивная) реактивной мощности компенсируют друг друга.

Каждый случай индивидуальный. Есть предприятия которые платят за реактивную. Есть предприятия которые говорят что реактивная от светильников им только на пользу.

Бывает что предприятия платят за реактивную как за обычную. Т.е. платят за полную потребляемую мощность.

Re: Реактивная мощность
 

Попробую предложить свою точку зрения:
1. Поставщику электроэнергии по барабану, какую мощность у него покупают. Учёт ведётся комплексной мощности!
2. Потребителю, чтобы не переплачивать, необходимо компенсировать реактивную составляющую, т.к. эта энергия "теряется". Ну, плюс дополнительная нагрузка на сеть (кабели надо закладывать толще).

Это на пальцах...

Re: Реактивная мощность
 

Поставщику не может быть по барабану. Чем больше соотношение активная/реактивная, тем больше потребителей можно запитать на ту же полную мощность.

Компенсировать реактивную мощность нужно не всегда... асинхронные двигатели, например, потребляют реактивную мощность, поэтому часть реактивки должна поступать от поставщика или генерироваться на предприятии... Тут все зависит от характера потребителя...

Re: Реактивная мощность
 

Индивидуальный - это когда потребитель сам решает за что ему платить, а за что не платить? Существуют ли какие-то правила, регламентирующие это? Например, "предприятие, потребление которого составляет 5МВт*час, должно платить за реактивную мощность..." Либо это все регламентируется в момент подписания договора на поставку ЭЭ?

Re: Реактивная мощность
 

Насколько я знаю - "как договорится поставщик и потребитель".

Может Alexey в курсе?

Re: Реактивная мощность
 

хм... налицо незнание основ электротехники. Если не знаете, то лучше ничего не пишите. ;) Движки не могут потреблять реактивную мощность, ибо они её наоборот генерируют сдвигая фазу потребляемого тока относительно фазы напряжения питания. Таким образом, нагрузку с низким коэффициентом мощности можно рассматривать как потребитель активной мощности и одновременно как генератор реактивной. И обе эти составляющие нагружают генерирующее оборудование и питающие сети. Рационально компенсировать этот сдвиг непосредственно у потребителя чтобы сократить тепловые потери в сетях, вызываемые реактивными токами.

Исторически сложилось так, что бытовые счётчики - всегда только активную мощность учитывают
Промышленные предприятия обычно платят как за активную, так и за реактивную.
Общественные предприятия - обычно только за активную.

По результатам электротехнического обследования или по проекту электроснабжения устанавливается средний коэффициент мощности (в частном случае - cos fi), и, если данный коэффициент не превышает некого значения (0,8), то реактивную могут не учитывать.
Для промышленных - ставится либо 2 счётчика (на активную и на реактивную), либо один современный счётчик, который измеряет и активную и реактивную мощность.

В любом случае, реактивная мощность создаёт ток в питающих сетях, механическую нагрузку на генераторы, греет провода и трансформаторы, вызывает повышенную вибрацию трансформаторов и в итоге снижает срок службы электросетевого оборудования и повышает расход топлива. Таким образом, расходы на реактивную мощность компенсирует либо электросетевая организация, либо потребитель.

Для компенсации реактивной (индуктивной мощности, которую генерируют обмотки двигателей и дросселей) устанавливаются либо индивидуальные компенсирующие конденсаторы на каждый потребитель (светильник), либо централизованные конденсаторные батареи с тиристорным управлением. Делает это потребитель. Либо не делает... и платит за то, что электросетевая организация организация борется с реактивной мощностью.

Re: Реактивная мощность
 

Лёш, а с емкостной как? Или её не бывает - и на неё кладут?

Re: Реактивная мощность
 

Потребителями реактивной мощности, необходимой для создания магнитных полей, являются как отдельные звенья электропередачи (трансформаторы, линии, реакторы), так и такие электроприёмники, преобразующие электроэнергию в другой вид энергии которые по принципу своего действия используют магнитное поле (асинхронные двигатели, индукционные печи и т.п.). До 80-85% всей реактивной мощности, связанной с образованием магнитных полей, потребляют асинхронные двигатели и трансформаторы. Относительно небольшая часть в общем балансе реактивной мощности приходится на долю прочих её потребителей, например на индукционные печи, сварочные трансформаторы, преобразовательные установки и т.п.

Трансформатор как потребитель реактивной мощности. Трансформатор является одним из основных звеньев в передаче электроэнергии от электростанции до потребителя. В зависимости от расстояния между электростанцией и потребителем и от схемы передачи электроэнергии число ступеней трансформации лежит в пределах от двух до шести. Поэтому установленная трансформаторная мощность обычно в несколько раз превышает суммарную мощность генераторов энергосистемы. Каждый трансформатор сам является потребителем реактивной мощности. Реактивная мощность необходима для создания переменного магнитного потока, при помощи которого энергия из одной обмотки трансформатора передаётся в другую.

Асинхронный двигатель как потребитель реактивной мощности. Асинхронные двигатели наряду с активной мощностью потребляют до 60-65% всей реактивной мощности нагрузок энергосистемы. По принципу действия асинхронный двигатель подобен трансформатору. Как и в трансформаторе, энергия первичной обмотки двигателя – статора передаётся во вторичную – ротор посредством магнитного поля.

Индукционные печи как потребители реактивной мощности. К крупным электроприемникам, требующим для своего действия большой реактивной мощности, прежде всего, относятся индукционные печи промышленной частоты для плавки металлов. По существу эти печи представляют собой мощные, но не совершенные с точки зрения трансформаторостроения трансформаторы, вторичной обмоткой которых является металл (садка), расплавляемый индуктированными в нём токами.

После применения компенсации для двигателя ток блока «двигатель-конденсатор» станет меньше, чем до компенсации при том же режиме нагрузки двигателя. Это вызвано тем, что значительная часть реактивной составляющей тока двигателя подается от конденсатора, как показано на рисунке:

[Только зарегистрированные пользователи могут видеть ссылки. Регистрация!]

Или я все-таки что-то неправильно понимаю?

Re: Реактивная мощность
 

Бывает. Например, почти все бюджетные КЛЛ имеют низкий cos fi благодаря именно обилию конденсаторов, однако, КЛЛ, как правило, не являются главным источником реактивной мощности. Потребители с большой индуктивностью большой единичной и суммарной мощности (дроссели ЭмПРА, статоры двигателей, обмотки трансформаторов и т.п.) могут составлять в некоторых случаях почти 100% потребляемой энергии!
Поэтому влияние емкостной нагрузки обычно не приводит к появлению реактивной составляющей в потребляемой энергии. Более того, емкостная нагрузка частично компенсирует индуктивную - внутри объекта возникает переток тока от одной к другой. В любом случае, индуктивная составляющая в нагрузке обычно преобладает над емкостной и иногда сопоставима по величине с активной составляющей.

Кроме того, сейчас появилось огромное количество нагрузок с несинусоидальным токопотреблением - это все потребители, имеющие силовую электронику (диммеры, ЭПРА, тиристорные регуляторы электропривода, импульсные БП...) - почти все домашние электроприборы кроме утюга и чайника!!! У них у всех коэффициент мощности может быть порядка 0,5 при том, что максимумы синусоиды напряжения и кривой токопотребления совпадают (cos fi = 1 или близко к 1)!
[Только зарегистрированные пользователи могут видеть ссылки. Регистрация!] [Только зарегистрированные пользователи могут видеть ссылки. Регистрация!]
Тут конденсаторной батареей ситуацию никак не поправишь - необходим очень дорогостоящий электронный компенсатор(корректор) мощности. Все уважающие себя производители электроники встраивают подобные компенсаторы на входе своих изделий, но проблема в том, что это не только существенно удорожает изделие, но ещё и снижает его общий КПД и повышает пульсации напряжения на выходе БП и в результате светового потока в светильниках! Поэтому многие производители жёстко экономят на корректоре коэффициента мощности. В итоге, например, замерили ток серверной и в нулевом проводе ток превысил сумму токов в 2-х фазных проводах!!! Тут уже не только потери, но и опасность отгорания нуля - защитные аппарты - только в фазных проводниках установлены, а в нуле ток в 2 раза выше, чем в любом фазном (а сечения в лучшем случае одинаковые, ато ещё и в нуле меньше на ступень)!

Re: Реактивная мощность
 

Понятно. Я так и думал - (емкостная - условно полезная)

Re: Реактивная мощность
 

С точки зрения генератора на ТЭЦ - электропотребители энергию потребляют как активную, так и реактивную. В любом случае это дополнительная нагрузка на генератор. Дополнительный ток, текущий по проводам.

С точки зрения потребителя - есть полезная активная мощность - она преобразуется в полезную работу, а есть неизбежный сдвиг по фазе.
Этот сдвиг фазы тока относительно фазы напряжения полезной работы не совершает, следовательно это побочное явление работы электроприбора, совершенно бесполезное, но неизбежное.

Re: Реактивная мощность
 

Спасибо! Просто наткнулся на такой момент - производитель индукционных ламп в своем технико экономическом обосновании приводит потребление светильников с разрядными лампами равным полной мощности светильника.

Когда был задан вопрос - на основании чего? был получен ответ - в случаях, когда потребитель платит за полную мощность необходимо учитывать полную мощность светильников.

Задался вопросом - кто же платит за полную мощность? насколько это существенно? Просто часто при реконструкции промышленного освещения полная мощность не учитывается - учитывается только активная часть.

А тогда еще такой вопрос - что целесообразней? (в рамках предприятия) компенсировать реактивку на границе раздела баланса - поставщик потребитель, или непосредственно на оборудовании?
Или тут сугубо индивидуальный подход?

Re: Реактивная мощность
 

Считается признаком хорошего тона корректировать коэффициент мощности непосредственно в самом потребителе.

В советские времена применяли алюминий в групповой проводке, совмещали рабочий и защитный ноль... и прочие сомнительные попытки "оптимизации"

Групповая компенсация реактивной мощности - технически более сложное устройство и применять его рационально только в случае невозможности (экономической неэффективности) индивидуальной пассивной компенсации реактивной мощности.

Короче, проще компенсирующий конденсатор в ПРА воткнуть (купить уже компенсированные светильники), чем рассчитывать и приобретать специальное активное оборудование [Только зарегистрированные пользователи могут видеть ссылки. Регистрация!]

Кроме возможных проблем с электроснабжающей организацией, некомпенсированная реактивная мощность в сети является источником искажения синусоиды напряжения, появления помех и гармоник в питающей сети, короче, "этот геморрой никому не нужен"

Re: Реактивная мощность
 

Учет реактивной составляющей зависит только от счетчика, который используется для учета электроэнергии. Если предприятие маленькое, но не учитывается, если крупное, то стоит счетчик с учетом всей потребляемой мощности. Специальных тарифов на реактивную составляющую нет, с точки зрения энергетиков это мощность, которую они сгенерировали, но из-за вашего нежелания выправлять коэффицмент мощности энергия рассеялась в виде тепла в проводах. Насчет коэффициента мощности (косинуса фи, что, кстати, не одно и то же) есть нормативы для каждого типа светильников в зависимости от источника света.

Re: Реактивная мощность
 

Ну... никто не говорит о нежелании выправлять Км. Просто на действующих предприятиях зачастую отсутствуют БСК и в тех. заданиях на реконструкцию отсутствует требование по улучшению качества электроэнергии.

Re: Реактивная мощность
 

не, не одно и то же.
cos fi - частный случай коэффициента мощности
cos fi - сдвиг фазы тока от напряжения
в общем случае коэффициент мощности учитывает также искажение формы синусоиды тока

Re: Реактивная мощность
 

Подведем итог по Км:
Коэффициент мощности (лямбда) = коэффициент нелинейных искажений (эпсилон) х сдвиг фазы (косинус фи)

Re: Реактивная мощность
 

Внесу свои пять копеек в полемику.
Одно из определений реактивной мощности гласит: это мощность, которой обмениваются между собой генератор и приемник и она не участвует в преобразовании в другой вид энергии. Нужна только для создания магнитного поля.
Поэтому чем меньше ее гуляет по проводам,тем меньше потерь ибо они (потери) обусловлены именно током, тем более эта зависимость квадратична. Q=I²R (закон Джоуля-Ленца).
На предприятии, где я в свое время работал гл. энергетиком (установленная мощность всех ТП 16 МВт), у меня в каждой ТП стояли ККУ, рассчитывались с сетями по узлу учета, который стоял на ПС 110/35/6, а по договору поставки ЭЭ значения этого самого косинуса должны были находиться в диапазоне 0,90-0,98. если меньше, то штрафные санкции, а если перекомпенсация (она возможна если автоматика ККУ плохо работает), то санкции на порядок больше. Размер санкций уже не помню, но там был коэффициент привязанный к потребленной активной мощности.

Re: Реактивная мощность
 

Пожалуй, раз пошла такая пьянка, то и я еще пять копеек добавлю.

Разделим реактивную на потребление (индуктивная) и генерацию(емкостная), ну и конечно на время забудем про искажения (хотя электронный счетчик про него помнит!!!)

Разлад начался в 90-х годах, когда упали нагрузки.
Электросети кабельные и воздушные (особенно больше 35 кВ) генерируют сами реактивную + еще генераторы добавляют. Потребитель должен это все слопать тогда будет баланс и с напряжением все ок. Если потребитель эту реактивку (емкостную) не съест повышается напряжение в сетях. Для 0,4 и 10 кВ это не так заметно, а вот для 110 кВ + 15% и нет у нас больше линии:) Когда упали нагрузки, потери напряжения в сетях снизились до минимума. Энергосистема дала указание выключить все компенсаторы на предприятиях и отменила оплату реактивной энергии.
Рост производства произошел не равномерно по регионам. Теперь необходимость потребления реактивной энергии предприятиями решают сетевые организации в каждом регионе отдельно.

Общее правило гласит за реактивную энергию вообще-то не платят. Платят за потребление реактивной МОЩНОСТИ в часы максимальных нагрузок и за генерацию реактивной МОЩНОСТИ в часы минимальных нагрузок. вот здесь хорошо написано [Только зарегистрированные пользователи могут видеть ссылки. Регистрация!]

P.Sю Периодически всплывают документы по оплате реактивной энергии, но только при позонном учете. Вообще-то это близко к оплате по наибольшей потребляемой/генерируемой реактивной мощности, которая введена в настоящее время.

Еще никогда не понимал оплату за полную энергию. Даже не видел таких приборов.

Re: Реактивная мощность
 

спасибо. Познавательная статья.
оригинально - первый раз слышу о таком подразделении реактивной мощности.

Re: Реактивная мощность
 

Не знаю как насчёт учета реактивной мощности, но двухтарифный счетчик нам навешивают.

Re: Реактивная мощность
 

Определение реактивной мощности, которое дается по указанной Вами ссылке, совершенно неверно, даже если учитывать, что автор материала предупреждает о некоторых допущенных им упрощениях.
Такого понятия как "полная мощность" в официальных документах не существует. Всегда платят за потребляемую мощность. Просто в квартирном секторе и в некоторых предприятиях малого бизнеса стоят упрощенные счетчики электроэнергии, которые не учитывают реактивную составляющую. При этом поставщики электроэнергии мирятся с погрещностью, точнее, она у них уже заложена в тариф.
У крупных компаний, а также оптовых потребителей стоят более совершенные счетчики, которые учитывают полную энергию. Но и тарифы там другие. Также это связано с тем, что у бытового потребителя примерно ясен набор приборов. А на предприятии возможна ситуация, когда, например, много моторов или каких других устройств, сильно сдвигающих фазу.

Re: Реактивная мощность
 

К реактивной мощности это не имеет прямого отношения.

Re: Реактивная мощность
 

По факту мы имеем следующее:

Постановление Правительства РФ N602 от 20 июля 2011 г.:

"5. Установить следующие минимально допустимые значения коэффициента мощности:

а) в отношении светодиодных ламп ненаправленного света (ретрофитов), модулей светодиодных источников в составе осветительного прибора мощностью от 5 Вт до 25 Вт - не менее 0,7;

б) в отношении светодиодных ламп ненаправленного света (ретрофитов), модулей светодиодных источников в составе осветительного прибора мощностью более 25 Вт - не менее 0,85;

в) в отношении компактных люминесцентных ламп мощностью от 5 до 25 Вт - не менее 0,5;

г) в отношении компактных люминесцентных ламп мощностью более 25 Вт - не менее 0,85."

В пределах этих норм потребитель, у которого стоит счетчик, определяющий только активную составляющую потребляемой энергии, может варьировать реактивную составляющую.

Re: Реактивная мощность
 

Не всегда. Только при двухставочном тарифе крупные предприятия.
Основная ставка р/кВт и дополнительная р/кВт·ч
Больше никто не платит за МОЩНОСТЬ, только за ЭНЕРГИЮ!!!

Тогда уже лучше усложненные, чтобы выделить из полной энергии (ВА), активную составляющую (Вт). Это на самом деле не так просто, особенно в индукционном счетчике с учетом необходимости обеспечения допустимого класса при разном коэффициенте мощности.

Ну назовите мне наконец модель этого счетчика, который измеряет ПОЛНУЮ энергию и приведите хоть одну ссылку на тариф в размерности руб./кВА!!!

P/S. Определение может и не совсем корректное в статье, на которую я сослался. Но по теме оплаты там очень хорошо прописано.
Дать доступное определение, описывающее физическую сущность, реактивной мощности - это реально задачка не из легких:)

Re: Реактивная мощность
 

Гхммм... Займусь-ка я некропостингом - не новую же тему открывать!

Вопрос в следующем: Какой вид реактивной мощности у дешёвого маломощного китайского среднестатистического говнодрайвера без корректора? Емкостной или индуктивный?
Допустим, есть светильник с потреблением менее 5Вт - понятное дело, без корректора. А теперь представим, что он не один, а их целый самовар - штук 1000 стоит на одной линии. Какой компенсатор реактивной мощности поставить на такую линию?

Re: Реактивная мощность
 

Конденсатор.

Re: Реактивная мощность
 

То есть драйвер генерирует индуктивную реактивную мощность?

Re: Реактивная мощность
 

Ну должен по крайней мере... А как ты кроме индуктивности ограничишь напругу?