Б. Н. Абрамович, Д. А. Устинов

8.3. Источники реактивной мощности

Централизованными источниками реактивной мощности являются генераторы электростанций. Передача реактивной мощности промышленным потребителям от генераторов электростанций ограничена уровнем

, (8.8)
где Р_м – активная мощность, потребляемая в часы максимума нагрузки энергосистемы промышленным предприятием; tg₀ – оптимальный по приведенным затратам tg.
При напряжении на вводе промышленного предприятия 220-35 кВ в зависимости от региона страны tg₀ = 0,20,47. Меньшие значения относятся к напряжению 35 кВ.
Местными источниками реактивной мощности в электрических сетях и на промышленных предприятиях являются статические конденсаторы, синхронные двигатели и компенсаторы.
Для исключения надбавок к оплате за электроэнергию подключенная мощность местных источников реактивной мощности на промышленных предприятиях должна удовлетворять уравнению:
, (8.9)
где Q_ф – фактическая мощность местных источников реактивной мощности; tg_ф – фактический tg.
Статические конденсаторы в условиях промышленных предприятий широко используются для генерации реактивной мощности и устанавливаются на понизительных подстанциях и непосредственно у отдельных электроприемников. Отдельные конденсаторы соединяются последовательно или параллельно и образуют установки поперечной или продольной компенсации заданной реактивной мощности. Достоинством установок поперечной компенсации является невысокая удельная стоимость K_у.с и потери активной мощности на генерацию реактивной. С увеличением номинального напряжения конденсаторов удельная стоимость уменьшается. Удельные потери активной мощности на генерацию реактивной Р_q.k = 0,0025-0,005 кВт/квар.
Недостатками статических конденсаторов являются низкие допустимые перегрузки по напряжению и току, низкая надежность, пожароопасность, наличие остаточного заряда после отключения от сети и сложность создания на их базе установок поперечной компенсации с плавным регулированием реактивной мощности.
Синхронные двигатели (СД) так же, как и статические конденсаторы являются местными источниками реактивной мощности. Достоинство СД – способность выдавать в сеть реактивную мощность даже при полной нагрузке на валу. В условиях промышленных предприятий СД – практически единственный плавнорегулируемый источник реактивной мощности. Величина реактивной мощности, которую может выдавать СД в сеть, называется располагаемой реактивной мощностью СД. Выпускаемые промышленностью СД рассчитаны на работу с cos_н = 0,9 (опережающий). При tg_н = 0,4843 номинальная реактивная мощность СД при номинальной нагрузке на валу
, (8.10)
где Р_д.н – номинальная мощность на валу СД; _н – номинальный КПД двигателя.
С учетом реальных значений _н, Q_д.н.  0,5Р_д.н. В режиме холостого хода СД может использоваться как синхронный компенсатор и выдавать в сеть реактивную мощность, равную его полной номинальной мощности. Поэтому располагаемая реактивная мощность СД зависит от нагрузки на его валу и изменяется в пределах Q_д.р = Q_д.нS_д.н.
Синхронные компенсаторы представляют собой синхронную машину облегченной конструкции, предназначенную только для компенсации реактивной мощности. Удельные потери в них активной мощности на генерацию реактивной мощности составляют 0,003-0,005 кВт/квар. По экономическим соображениям синхронные компенсаторы применяют на районных электроподстанциях.
В отдельных случаях в качестве источников реактивной мощности возможно применение неиспользуемых по прямому назначению синхронных генераторов и синхронизированных асинхронных двигателей.