Компенсация реактивной мощности экономический эффект

Рубрики Статьи

КОМПЕНСАЦИЯ РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ

РАСЧЕТ КОНДЕНСАТОРНЫХ УСТАНОВОК И ОЦЕНКА ЭКОНОМИЧЕСКОГО ЭФФЕКТА

Помощь в подборе УКРМ +7 (495) 783-56-30 9.00 — 18.00

Расчет экономического эффекта конденсаторных установок компенсации реактивной мощности http://mircond.com/ccrm/calculus-n.html

Экономический эффект от внедрения автоматической конденсаторной установки складывается из следующих составляющих:
Экономия на оплате реактивной энергии — оплата за реактивную энергию составляет от 12% до 50% от оплаты активной энергии в различных регионах России. Как показывает практика, стоимость конденсаторной установки компенсации реактивной мощности окупается через полгода-год после внедрения,
Для действующих объектов уменьшение потерь электроэнергии в кабельных линиях за счет уменьшения значений фазных токов;
Для проектируемых объектов внедрение конденсаторной установки на этапе проектирования позволяют сэкономить на стоимости кабельных линий за счет уменьшения их поперечного сечения.

В среднем на действующих объектах в подводящих кабелях теряется 10. 15% потребляемой активной энергии. Потери пропорциональны квадрату значения тока, протекающего по кабелю. Для расчетов примем коэффициент потерь Кп=12%.

Рассмотрим экономическую составляющую работы компенсирующей установки на примере действующего объекта.

До внедрения автоматической конденсаторной установки cosφ = 0,60
После внедрения автоматической конденсаторной установки cosφ = 0,97
Относительную активную составляющую тока (совпадающую по фазе с напряжением) примем равной единице.
Относительный полный ток составляет до внедрения I1 = 1/0,6 = 1,667
Относительный полный ток составляет после внедрения I2 = 1/0,97 = 1,03

Снижение потребления активной мощности составит:

ΔWc = [ ( I12 — I22) / I12] × Кп × 100% = 7,42%
т.е. в этом примере затраты на активную энергию уменьшились на 7,42%.

В общем случае для действующего объекта снижение потребления активной энергии за счет увеличения cosφ

ΔWc = < [ 1/cos2φ1— 1/cos2φ2 ] / [ 1/cos2φ1] > × Кп × 100%, где:
cosφ1 – косинус фи до компенсации (например 0,6)
cosφ2 – косинус фи после компенсации (например 0,97)
Кп — коэффициент потерь Кп = 0,12

Тогда, для нашего примера, ΔWc = 7,40%

Годовая экономия C в оплате электроэнергии
С = (ΔWc / 100%) × T = 0,074 Т, где Т – стоимость электроэнергии потребленной за год.

Срок окупаемости затрат, лет:

Тр = Сту/С, где:
Сту – стоимость конденсаторной установки (КРМ или УКМ 58 04);
С – годовая экономия за оплату электроэнергии.

Помощь в подборе УКРМ +7 (495) 783-56-30 9.00-18.00

Компенсация реактивной мощности экономический эффект

Очевидно, что Программа снижения потерь электроэнергии в ЕНЭС является актуальной частью Программы энергосбережения и повышения энергетической эффективности ОАО «ФСК ЕЭС» на 2011-2014 гг., поскольку ее выполнение позволяет сэкономить миллионы кВтч электроэнергии. Ежегодно разрабатываются меры сбережения энергетических ресурсов, направленные на снижение потерь в сетях ЕНЭС. Оценка эффективности выражается в количественном эффекте, полученном в результате их использования (см. таб. 2).

Таблица 2
Мероприятия по сбережению электроэнергии

Из анализа табл. 2 можно увидеть, что меры, принимаемые в отношении реактивной мощности, должны стать приоритетными направлениями в области энергосбережения ресурсов, так как их реализация дает наибольший экономический эффект.
Потери электроэнергии за счет реактивной мощности обусловлены тем, что часть полной мощности затрачивается на электромагнитные процессы в нагрузке, имеющей емкостную и индуктивную составляющие. Электроэнергия расходуется на непроизводительный нагрев проводников и магнитных сердечников, не выполняя при этом полезной работы, то есть приводит к потерям энергии. Поэтому для компенсации этих потерь возникает необходимость применения более мощных источников энергии.
Другим фактором, влияющим на качество передачи энергии, является коэффициент мощности, представляющий собой безразмерную физическую величину, служащую энергетической характеристикой электрического тока. Коэффициент мощности характеризует приёмник электроэнергии переменного тока, а точнее степень линейности нагрузки. Он равен отношению потребляемой электроприемником активной мощности к полной мощности. В электроэнергетике для коэффициента мощности приняты обозначения cos φ (где φ — угол сдвига фаз между силой тока и напряжением). Чем выше cos φ , тем выше коэффициент полезного действия потребителя энергии.
При нормальных рабочих условиях все потребители электрической энергии, чей режим сопровождается постоянным возникновением электромагнитных полей (электродвигатели, оборудование сварки, металлоплавильные печи и 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, как на сеть, так и на оборудование.
В последние годы наблюдается рост производства и развитие инфраструктуры городов. Соответственно увеличивается потребляемая электрическая мощность. В тоже время оборудование электроснабжающих организаций весьма изношено, качество электроэнергии оставляет желать лучшего, а ввод новых мощностей не успевает за постоянно растущими потребностями. Все это происходит на фоне постоянного роста цен на электроэнергию. В связи с этим перед руководителями предприятий остро встает вопрос об оптимизации энергопотребления [8].
Учитывая вышесказанное, возникает необходимость снижения величины реактивной мощности в месте ее возникновения. Подобная практика широко распространена во всем мире и используется как компенсация реактивной мощности.
Компенсация реактивной мощности особенно актуальна для промышленных предприятий, основными электроприёмниками в которых являются асинхронные двигатели, в результате чего коэффициент мощности без принятия специальных мер по компенсации составляет 0,7–0,75.
Мероприятия по компенсации реактивной мощности на предприятии позволяют:
● уменьшить нагрузку на трансформаторы, увеличивая тем самым срок их службы;
● уменьшить нагрузку на провода, кабели, использовать их меньшего сечения (т.е. снизить капитальные затраты на внешние и внутриплощадочные коммуникационные сети);
● улучшить качество электроэнергии у электрических приемников;
● уменьшить нагрузку на коммутационную аппаратуру за счет снижения токов в цепях;
● снизить расходы на электроэнергию;
● уменьшить уровень высших гармоник в сети.
Наиболее действенным и эффективным способом снижения потребляемой из сети реактивной мощности является применение установок компенсации реактивной мощности (конденсаторных установок). Это помогает увеличить cos φ до приемлемых значений 0.9.
На сегодняшний момент на территории РФ существует единственный завод, который осуществляет производство конденсаторных установок на основе изготавливаемых конденсаторов собственной конструкции — ОАО «Серпуховский конденсаторный завод «КВАР».
Расчеты экономической эффективности от использования автоматизированных конденсаторных установок для компенсации реактивной мощности в низковольтных распределительных сетях, на примере предприятия пищевой промышленности, показали следующие результаты. При исходных данных:
● присоединенная трансформаторная мощность предприятия — 6,25 мВ×А (3 цеховые ТП 2×1000 кВ×А и отдельно стоящая ТП 1×250 кВ×А административного корпуса). Питание осуществляется по двум фидерам напряже
нием 10 кВ.
● суточный график электропотребления (сводная таблица активной и реактивной нагрузки предприятия по данным системы учета за месяц наибольшей загрузки энергосистемы — декабрь). Потребление электроэнергии составило:
o активная энергия — W = 5783940 кВт×ч;
o реактивная энергия — Q =4034250 кВАр×ч.
● по договору с энергоснабжающей организацией (ОАО-энерго) для данного предприятия действуют следующие тарифы:
o превышение лимита потребления реактивной мощности свыше cosφ = 0,9 оплачивается по тарифу (Тр) — 10 коп. за 1 кВАрч. При этом tgφ = 0,48;
o средний реализационный тариф активной энергии (Та) — 140 коп. за 1 кВтч.
Период времени (t), за который производятся расчеты, равен 12 месяцам.
Экономический эффект (Э) от применения установок компенсации реактивной мощности за 1 год составит:
Э = (Q – (W × tgφ)) × Тр × t + W × 0,01 × t × Та
Инвестиции, необходимые для реализации данного варианта, складываются из стоимости автоматизированных конденсаторных установок (С), затрат на их транспортировку и монтаж (принимаем равными 10% от стоимости установки, с учетом НДС).
З = 6 × (С + 0,1 × С) = 1188000 руб.,
где отпускная заводская стоимость конденсаторной установки С = 180000 руб.
Срок окупаемости данного варианта компенсации (О):
О = З / Э = 0,5 года.
Результаты расчета показывают, что применение устройств компенсации реактивной мощности, приносит быстрый и положительный экономический эффект для предприятия. Срок службы конденсаторных установок при правильных условиях эксплуатации составляет от 15 лет до 25 лет. Следовательно, экономический эффект (Эmin), полученный за минимальный срок эксплуатации составит:
Эmin = Э × (О + 14) = 35978154 руб.
Таким образом, сумма минимально сэкономленных денежных средств в 30 раз превышает первоначальную стоимость покупки конденсаторных установок, а с учетом возможности, их более длительного срока службы и тенденции к росту тарифов на электроэнергию эта сумма будет гораздо больше. Так же стоит отметить, что применение устройств компенсации реактивной мощности оказывает положительное воздействие на энергосистему в целом. Их применение позволяет:
— снизить нагрузку на генерирующие устройства, тем самым, повысить надежность работы энергосистемы страны;
— высвободить дополнительное количество электроэнергии (при неизменном количестве генерирующих мощностей), тем самым, позволить подключение дополнительного количества потребителей, и как следствие получить дополнительную прибыль.
Исходя из вышесказанного, можно сделать следующие выводы. Во-первых, выполнен обзор энергетической отрасли РФ. В ходе анализа производственных показателей выявлено, что значительное влияние на величину технологических потерь оказывает реактивная мощность. Во-вторых, рассмотрена природа процесса реактивной мощности, а так же обоснована необходимость снижения ее величины путем компенсации. В-третьих, по результатам выполненных расчетов показано положительное влияние от применения устройств компенсации реактивной мощности на экономические показатели, как отдельно взятого потребителя, так и энергосистемы в целом.

Читайте так же:  Льготы инвалиду третьей группы

Компенсация реактивной мощности (КРМ) в структуре систем теплоснабжения городов («метод энергетической сетки»)

В настоящем предложении изложена модель сетки, компенсирующей реактивную мощность на базе действующих структур ЖКХ городов (населенных пунктов). Предложение относится к схемным решениям. Экономический эффект оценивается в 15-25% от потребления электроэнергии, соответственно высвобождается полная мощность трансформаторных подстанций и электрическая мощность генерации, приводит к экономии топлива.

Компенсация реактивной мощности (КРМ) в структуре систем теплоснабжения городов («метод энергетической сетки»)

Проблема компенсации реактивной энергии и мощности возникла одновременно с применением на практике переменного и особенно трехфазного тока. При включении в цепь индуктивной или емкостной составляющей нагрузки (двигатели, промышленные печи и линии электропередач) между электроустановкой и источником возникает обмен потоками энергии, суммарная мощность которого равна нулю, но при этом он вызывает дополнительные потери активной энергии, потери напряжения и снижает пропускную способность электрических сетей. В целом, ухудшается качество электроэнергии, что влечет к увеличению мощности ее потребления и генерации на источнике. На современном уровне развития техники, вопрос качества ресурса снабжения потребителей также актуален, как его объем и надежность энергосистемы. Известно, что альтернативой строительства новых объектов генерации и передачи электроэнергии, является энергосбережение в энергосистеме и компенсация реактивной мощности (энергии): компенсация РМ, как правило, в десятки раз дешевле и эффективнее строительства новых объектов генерации и передачи электроэнергии.

Существуют разные способы снижения реактивной мощности (энергии) в энергосистеме, что обусловлено множеством факторов, имеющих место

— на источнике генерации электроэнергии,
— в системе транспорта и распределения электроэнергии,
— у потребителя электроэнергии.

Каждый участок энергосистемы от генерации электроэнергии до ее потребления вносит свою составляющую долю в общую величину реактивной мощности (энергии). Следовательно, компенсация реактивной мощности — это проблема энергосистемы и потребителя. Получается, что энергокомпания несет убытки и риски, возникающие по причине потребителя, а потребитель несет убытки и риски, возникающие по причине энергокомпании.

Разграничение зон ответственности за реактивную составляющую мощности между генерацией, распределительной электросетевой компанией и потребителем — пожалуй, самая сложная задача в процессе управления реактивной мощностью.

Рассмотрим проблему компенсации РМ на уровне потребителя. Для компенсации реактивной мощности у потребителя целесообразно разрабатывать комплекс мероприятий: установка компенсирующих устройств является только одним из них.

В общих чертах, действие компенсирующих устройств основано на том, что на участке цепи с индуктивной или емкостной нагрузкой устанавливается дополнительный источник реактивной мощности. Таким образом, описанный выше обмен потоками энергии происходит между этим источником РМ и электроустановкой (генератором, потребителем, трансформатором, линией, преобразователем) на коротком участке цепи, не проходя по основным сетям и, следовательно, не вызывая в них негативных последствий.

Читайте так же:  Страховка не выплачивается в случае

Нами проанализированы некоторые аспекты деятельности в электроэнергетическом бизнесе мощностей на примере технико-экономической состоятельности объектов ОАО «МОЭК» г. Москвы. Данные объекты выбраны не случайно по своей географии:

Выше 1000 В: основными центрами концентрации электрической мощности являются трансформаторные подстанции РТС и КТС, имеющие «точечное» расположение в городе; АИТ и МК относятся к объектам до 1000 В.

До 1000 В: ЦТП (ИТП) представляют собой узлы общей «рассеянной энергетической сетки», находящейся в одной управляемой структуре (ОАО «МОЭК»). Если учесть, что в городе около 40 тыс. жилых зданий и примерно столько же нежилых объектов, то сеть ЦТП (более 10 тыс. объектов, обслуживаемых одной организацией), покрывающая весь город, МОЖЕТ и ДОЛЖНА быть использована энергосистемой для компенсации реактивной мощности и разгрузки энергосистемы.

Итак, мы имеем готовую «сетку», ценную для энергосистемы города, как рабочую площадку для разгрузки энергосистемы. Как известно, в российских городах «модель энергетической сетки» на базе действующих систем теплоснабжения не используется, и примеров ее применения нет — в этом НОВИЗНА предложения. Если работы в этом направлении будут предприняты, то возможно придется отработать отдельные механизмы экономического и нормативно-правового урегулирования. Сама «модель энергетической сетки» не противоречит законам физики в принципе и должна дать положительные результаты. На практике, полагаю, можно будет сделать ожидаемые выводы.

В данном предложении рассматривается метод «энергетической сетки» для оптимизации реактивной мощности у потребителя и в энергосистеме, а не способы оптимизации самой реактивной мощности. Способы оптимизации должны быть технически и экономически обоснованы. Это возможно применением специальных устройств, изменением состава оборудования на более энергоэффективное, изменением режимов и графиков нагрузок, изменением электрической схемы, изменением технологии ремонтов и обслуживания, изменением параметров генерации и переключениями, и т.д.

В советский период, также как и за рубежом, электрическая мощность (энергия) всегда была и есть продуктом купли-продажи. По данной теме разработана масса нормативно-технической и правовой документации, однако их действие малоэффективно. Реактивная мощность — это часть полной электрической мощности, которая также является предметом купли-продажи (в тарифах), но в современных экономических условиях является также и «рычагом» управления энергосистемой. В связи с чем, услуги по компенсации (генерации) реактивной мощности, также как и сам процесс компенсации (генерации), являются предметом купли-продажи. Как показывают аналитические расчеты, при грамотной организации бизнеса срок окупаемости проекта короткий (менее года), что делает проект инвестиционно привлекательным капиталовложением. Однако, следует учесть, что меры предпринятые в этом направлении не могут быть половинчатыми: предлагается разработка и внедрение комплекса мер, не только технических, но и организационных. Цель последних: не остановиться на уровне компенсации реактивной мощности у потребителя, а дойти до уровня выделения полной высвобождаемой мощности для ее перераспределения (присоединение новых потребителей) и разгрузки энергосистемы, и таким образом перейти к процессу управления мощностью и формированию топливного плана города, к программам развития новых источников. Только тогда рынок реактивной мощности становится реальным рынком.

Здесь мы можем разместить контактную информацию о Вашей компании и ссылку на Ваш сайт
Как разместить контактную информацию

Экономический эффект от внедрения конденсаторных установок

Из-за снижения коэффициента мощности в промышленных электросетях ежегодно теряется от 5 до 30% энергии. Чем сложнее и масштабнее система, тем более серьезные последствия может иметь появление реактивной мощности, для компенсации которой используется специальное оборудование. Экономический эффект от внедрения конденсаторных установок очевиден: коррекция коэффициента мощности снижает затраты на транспортировку энергии, повышает пропускную способность электросетей и надежность подключенного к системе оборудования.

Реактивная мощность как негативный фактор

Активная мощность электросети представляет собой количество реальной мощности (используемой или рассеиваемой). При наличии в системе конденсаторов и других реактивных нагрузок приводит к появлению обратного эффекта — мощности, которая тратится впустую, повышая расход энергии и снижая пропускную способность электросетей.

Реактивная мощность обозначается литерой Q, измеряется в реактивных вольт-амперах (вар) и является функцией реактивного сопротивления (Х). Собственно, коэффициент мощности представляет собой безразмерную величину, отражающую отношение активной мощности к реактивной. Таким образом, чем выше Q, тем ниже коэффициент мощности и менее эффективна система.

Для коррекции реактивной мощности используются емкостные нагрузки, однако подобрать их сложно из-за нелинейной динамики параметров тока. Коэффициент мощности зависит от целого ряда факторов, в том числе от количества работающих двигателей, характеристик потребителей, масштабов и архитектуры распределительных сетей. Подбирая оборудование для коррекции коэффициента мощности, можно добиться экономии электроэнергии от конденсаторных установок и повысить ресурс дорогостоящего оборудования.

Актуальность проблемы растет с увеличением промышленных энергосистем с высоким содержанием асинхронных двигателей, индуктивных потребителей и нелинейных нагрузок. Чем выше процент реактивной мощности, тем выше себестоимость электроэнергии. Если тарификация ресурса производится по активной мощности, то поставщику энергии приходится увеличивать ее расход. При Q системы достигает 40%, возникает необходимость увеличения мощности на эту же величину. Т.о. стоимость транспортировки ресурса в системах с низким коэффициентом мощности возрастает до 250-1000 руб. в месяц.

В электрических сетях среднего и высокого напряжения возможно появление еще одной проблемы — гармонических токов высокого уровня. Гармоники ухудшают качество электроэнергии, могут привести к появлению пробоев, скачков напряжения и резонансным явлениям. В таких системах экономический эффект от внедрения конденсаторных установок заметен на первых этапах. От проектирования до установки и настройки может пройти несколько недель, но по окончании работ Вы почувствуете разницу. Использование современного оборудования позволит существенно сэкономить и продлить ресурс дорогостоящей аппаратуры.

Читайте так же:  Возврат налога усн 6

Как корректировать коэффициент мощности?

Оптимальным для большинства промышленных электросетей является коэффициент мощности не менее 0,9. Достичь подобного эффекта можно следующим образом:

  • Добавлением емкостной нагрузки.
  • Использованием нерегулируемой конденсаторной батареи.
  • Подключение отдельного конденсатора параллельно каждому двигателю или источнику нелинейной нагрузки.
  • Применение регулируемой конденсаторной батареи.
  • Комплексный подход, сочетающий все указанные методы.

Специалисты компании «Мегавар» помогут вам выбрать оптимальный вариант для компенсации реактивной мощности в условиях вашего производства. Благодаря использованию европейских комплектующих и качественной сборке, экономия электроэнергии от конденсаторных установок намного превышает расходы на их проектирование и реализацию.

Компенсация реактивной мощности как средство сокращения затрат

В последние годы наблюдается значительный рост производства и развитие инфраструктуры городов. В связи с этим увеличивается число и мощности электроприемников, использующихся на производствах в основных технологических и вспомогательных циклах, а объекты инфраструктуры применяют все большее количество осветительных аппаратов для рабочего освещения, рекламы и дизайна. Соответственно увеличивается потребляемая электрическая мощность.

В зависимости от вида используемого оборудования нагрузка подразделяется на активную, индуктивную и емкостную. Наиболее часто потребитель имеет дело со смешанными активно-индуктивными нагрузками. Соответственно, из электрической сети происходит потребление как активной, так и реактивной энергии.

Активная энергия преобразуется в полезную – механическую, тепловую и пр. энергии. Реактивная же энергия не связана с выполнением полезной работы, а расходуется на создание электромагнитных полей в электродвигателях, трансформаторах, индукционных печах, сварочных трансформаторах, дросселях и осветительных приборах. Показателем потребления реактивной энергии (мощности) является коэффициент мощности сos j . Он показывает соотношение активной мощности Р и полной мощности S, потребляемой электроприемниками из сети:

Значения коэффициента мощности нескомпенсированного оборудования приведены в табл. 1, а усредненные значения коэффициента мощности для систем электроснабжения различных предприятий – в табл. 2. В оптимальном режиме показатель должен стремиться к единице и соответствовать нормативным требованиям.

Таким образом, видно, что при отсутствии компенсации реактивной мощности потребитель переплачивает за потребление реактивной энергии 30–40% общей стоимости.

Срок окупаемости конденсаторных установок можно оценить следующим образом:

где З1 – стоимость конденсаторной установки, руб.;

З2 – затраты на электроэнергию без компенсации, руб./мес.;

З3 – затраты на электроэнергию при применении конденсаторных установок, руб./мес.

Компенсация реактивной мощности экономический эффект

Конденсаторы для силовой электроники

Конденсаторы для повышения коэффициента мощности

Установки компенсации реактивной мощности 0.4кВ

Моторные и светотехнические конденсаторы

  • Реактивная мощность
  • Экономический эффект внедрения и стоимость конденсаторных установок КР.

Экономический эффект от внедрения автоматической конденсаторной установки складывается из следующих составляющих:

  1. Экономия на оплате реактивной энергии. Оплата за реактивную энергию составляет от 12% до 50% от оплаты активной энергии в различных регионах России. Как показывает практика, стоимость конденсаторной установки компенсации реактивной мощности окупается через полгода-год после внедрения
  2. Для действующих объектов уменьшение потерь электроэнергии в кабельных линиях за счет уменьшения значений фазных токов;
  3. Для проектируемых объектов внедрение конденсаторной установки на этапе проектирования позволяют съэкономить на стоимости кабельных линий за счет уменьшения их поперечного сечения.

В среднем на действующих объектах в подводящих кабелях теряется 10…15% потребляемой активной энергии. Потери пропорциональны квадрату значения тока, протекающего по кабелю. Для расчетов примем коэффициент потерь Кп=12%.

Рассмотрим экономическую составляющую работы компенсирующей установки на примере действующего объекта.

До внедрения автоматической конденсаторной установки cos φ=0,60

После внедрения автоматической конденсаторной установки cos φ=0,97

Относительную активную составляющую тока (совпадающую по фазе с напряжением) примем равной единице.

Относительный полный ток составляет до внедрения I1=1/0,6=1,667

Относительный полный ток составляет после внедрения I2=1/0,97=1,03

Снижение потребления активной мощности составит:

Т.е. в этом примере затраты на активную энергию уменьшились на 7,42%.

В общем случае для действующего объекта снижение потребления активной энергии за счет увеличения cos φ

  • cos φ1 – косинус фи до компенсации (например 0,6)
  • cos φ2 – косинус фи после компенсации (например 0,97)
  • Кп — коэффициент потерь Кп=0,12

Тогда, для нашего примера, ΔWc = 7,40%

Годовая экономия C в оплате электроэнергии

  • Т – стоимость электроэнергии потребленной за год

Срок окупаемости затрат, лет:

  • Сту – стоимость конденсаторной установки (КРМ или УКМ 58 04);
  • С – годовая экономия за оплату электроэнергии.

Для того, чтобы узнать стоимость конденсаторных установок КРМ (компенсации реактивной мощности) производства «Нюкон», пожалуйста, позвоните по номеру: (495) 517-34-27 или заполните заявку ниже