В настоящее время на промышленных предприятиях распределительные трансформаторы и асинхронные двигатели являются нагрузкой электросети переменного тока. Эти устройства имеют большое количество медных витков, намотанных на магнитопроводе, и поэтому имеют очень высокую магнитную проницаемость и значительную индуктивность.
Данные устройства, работая за счет ЭДС самоиндукции, могут генерировать реактивную мощность. В свою очередь мощность совершает колебательные движения от нагрузки к генератору и обратно, распространяясь по сети. Реактивная мощность характеризуется задержкой между током сети и синусоидами фаз напряжения, в результате ток отстает. В период, когда ток и синусоиды напряжения имеют противоположные знаки, реактивная мощность нагрузкой не потребляется, и подается по сети обратно в сторону генератора.
Генерация мощности сопровождается нижеперечисленными отрицательными явлениями:
- повышаются активные потери, так как величина полной мощности увеличивается;
- снижается нагрузочная способность, так как увеличивается нагрузка тока на распределительный трансформатор и питающий кабель;
- увеличивается падение напряжения из-за повышения реактивной мощности тока, которая питает сеть.
Потребителю обычно важна активная мощность в нагрузке, так как она и определяет полезный коэффициент работы.
Если на выработку мощности энергия генератора не тратится, то для передачи ее по сети необходима дополнительная, а также активная энергия генератора.
Реактивный ток, когда проходит по сети, вызывает потерю мощности генератора и в проводах сети, уменьшает составляющую тока сети, так как сечение кабеля рассчитано под возможно максимальную нагрузку.
Уровень мощности генераторов, двигателей и сети предприятий характеризуется обычно коэффициентом мощности cosw — что значит, пропорциональное отношение активной мощности к полной (cosw = P/S). К примеру: коэффициент мощности асинхронных двигателей составляет приблизительно 0,7; станков —0,5; сварочных трансформаторов — 0,4. Поэтому использовать мощность сети в полном объеме возможно только при компенсации реактивной мощности.
На территории Российской Федерации для стимуляции увеличения коэффициента мощности был введен новый чувствительный тариф на потребление мощности. Он предназначен для экономии электроэнергии на всех предприятиях.
Для придания зданию привлекательного вида, снижения теплопотерь и повышения звукоизоляции, при ограниченном количестве денежных средств, прекрасным решением станет дешевый вентилируемый фасад. Данный тип фасадов обладает всеми перечисленными качествами.
На данный момент для компенсации реактивной мощности широко применяют конденсаторные установки, автоматизированные конденсаторные установки, которые обладают рядом преимуществ в отличие от других устройств, таких как синхронные двигатели и компенсаторы. Последние имеют активные потери мощности и вращающиеся части подвержены механическому износу. Чтобы снизить долю реактивного тока генератор подключают емкостные компенсаторы, а те в свою очередь формируют опережающую мощность для компенсации отстающей мощности, которая генерируется индуктивной нагрузкой.
Суть работы конденсаторных установок заключается в том, что реактивная мощность не перемещается между генератором и нагрузкой, а производит локальные колебания между элементами — емкостным компенсатором и индуктивными обмотками нагрузки. Для снижения потерь, которое вызывается перетоком мощности, необходимо конденсаторную установку располагать ближе к нагрузке.