Reaktiivvõimsuse kompenseerimine

Reaktiivvõimsuse kompenseerimise majanduslik ja tehniline aspekt.

Rahaline kokkuhoid.

Kondensaatorseadmete paigaldamise kulud tagastuvad säästetud reaktiivenergia maksumuse kaudu üldjuhul ühe kuni pooleteise aasta jooksul. See peaks olema erakordselt hea tasuvusaeg.

Reaktiivenergia maksumus ei ole elektrienergia hinna enesestmõistetav ja vältimatu osa. On iga tarbija otsustada, kas tasuda ühekordselt kondensaatorseadmete hankimise ja paigaldamise eest või – lükates kondensaatorseadmete paigaldamist edasi – olete paratamatult sunnitud tasuma tarbitud reaktiivenergia eest igal järgneval aastal summa samas suurusjärgus.

Energiatariifide tõusuga need kulud kasvavad ja kompenseerimisseadmete tasuvusaeg paraneb veelgi. Kondensaatorseadmete arvestuslik tööiga on vähemalt 15 aastat. Seega on kulutuste erinevus - kas tasuda reaktiivenergia või selle kompenseerimise seadmete eest - arvestatav.

Tehnilised probleemid.

Madalam võimsustegur (Cos φ) tingib võrgust võetava võimsuse suurenemist ning vastavalt suuremaid energiakadusid liinides, kaablites, trafodes, lülitusseadmetes. See omakorda tähendab vajadust kasutada suurema ristlõikega kaableid, lülitusaparaate, kaitseseadmeid, või isegi vajadust asendad trafosid suurematega juhul kui summaarne näivvõimsus (S) ületab trafo nominaali. Ka juhul kui seadmed on piisava võimsusvaruga (üledimensioneeritud mingitel muudel põhjustel) on madala võimsusteguri tulemiks täiendavad energiakaod, mis põhjustavad seadmete ja kaablite lisasoojenemist, vastavalt nende tööea vähenemist ning samuti otsest rahalist kulu selle energia tasumise eest energiamüüjale.

Kõige lihtsam ja odavam võimsusteguri parandamise moodus on kompenseerimiskondensaatorite paigaldamine.

Reaktiivenergia kompenseerimisest saadav tulu on silmnähtav:

1. Trafod on dimensioneeritud ülekantava näivvõimsuse alusel kVA-tes. Trafost saadav aktiivvõimsus P = S · cosφ. Mida väiksem on cosφ, seda väiksema osa võimalikust ülekantavast võimsusest moodustab aktiivvõimsus (tööd tegev võimsus), samas kui trafokaod on võrdelised näivvõimsusega. 1000 kVA trafo võimaldab tarbida võimsusteguri 1,0 korral 1000 kW aktiivvõimsust, samas kui näiteks võimsusteguri 0,7 korral on võimalik trafot üle koormamata tarbida ainult 700 kW.

2. Võrdleme koormusi. 1000 kW koormus võimsusteguri 0,7 juures tarbib näivvõimsust 1429 kVA koormusvoolul 3x684 A. Sama 1000 kW võimsusteguri 0,98 juures tarbib näivvõimsust 1020 kVA koormusvoolul 3x489 A. Seega on peale kompenseerimist vabanenud 3x195 A saadaolevat vaba trafo võimsust.

3. Ka soojuskadusid kaablites põhjustavad mõlemad, nii aktiiv- kui reaktiiv- voolukomponent. Näiteks energiakadu kaabli soojenemisest, mille ristlõige on 3x25mm², pikkus 50m ja koormus 50 kW on võimsusteguri 1,0 puhul 0,4 kW, võimsusteguri 0,5 puhul juba 1,6 kW. Täiendavalt otsesele energiakulule põhjustab kaablite ja lülitusaparatuuri temperatuuri tõus nende tööea lühenemist, mis lõpptulemusena väljendub jällegi täiendavates rahalistes kuludes.

Kindlasti annab võimsusteguri parendamine, sõltuvalt kadude iseloomust, alljärgnevaid tulemusi:

• Juba töötava installatsiooni korral vähenevad oluliselt kaod toiteliinides ja seadmetes. Reaktiivvõimsuse tarbimise alanemise võrra saame tarbida suuremat aktiivvõimsust sama toiteseadmete nimivõimsuse korral. See võimaldab edasi lükata kaablite või trafode asendamist suuremate nominaalidega täiendavate tarbijate installeerimise vajadusel.
• Uute installatsioonide projekteerimisel võimaldab reaktiivvõimsuse kompenseerimise seadmete ette nägemine ja õige dimensioneerimine valida optimaalse võimsusega, st. ökonoomsemad jaotusseadmed.
• Väiksemad investeeringukulud.
• Pikem seadmete tööiga.
• Väiksem seadmete hoolduseks vajalik tööaja ja materjali kulu.
•  Vähenevad pingekaod toiteliinides (väiksem pinge erinevus liini alguses ja lõpus).
• Vähenevad reaktiivenergia eest tasutavat summat energiamüüjale.

Järjest suurem võimsuselektroonika seadmete väljatöötamine ja kasutuselevõtt viimastel aastatel on tekitanud uue probleemi, mis väljendub toitepinge ja voolukõvera moonutustes. St. et voolukõver sisaldab lisaks põhisagedusele (50 Hz) olulisel määral kõrgemaid harmoonikuid. Kõrgemate harmoonikute tekitajateks on sagedusmuundurid, sujuvkäivitid, alaldid, alalisvooluajamid, UPS-süsteemid.

Sellega tahan viidata, et kondensaatorseadmete paigaldamisel on oluline arvestada nii harmoonikute mõju paigaldatavale kompenseerimisseadmele kui ka kondensaatorseadme mõju harmoonikute levikule elektrisüsteemis. Teemakohast lisainfot leiate meie veebilehe energiakvaliteedi lehekülgedelt.

Mainor Fredi oma pikaajaliste kogemustega elektrienergia kvaliteedi alal ning heade tarnekanalitega on endiselt teile abiks. Täiendav info tel. 5103695, e-mail: info@fredi.ee www.fredi.ee .

Vaata ka meie presentatsiooni „Võimsusteguri parandamine kondensaatoritega“.