В чем разница между шунтирующим реактором и шунтирующим конденсатором?

В электрической энергетической системе используются различные устройства для повышения коэффициента мощности и операционной эффективности. Параллельные конденсаторы и параллельные реакторы представляют собой два различных компонента, предназначенные для оптимизации работы электрических сетей. В этой статье рассматриваются их ключевые различия, начиная с обзора их основных принципов.

Параллельные конденсаторы

Параллельный конденсатор представляет собой один конденсатор или группу конденсаторов (называемую банком конденсаторов), подключенных параллельно к энергосистеме. Он служит для улучшения коэффициента мощности и операционной эффективности системы путем компенсации индуктивных нагрузок, что приводит к увеличению коэффициента мощности системы.

Большинство нагрузок в электрической энергетической системе, таких как электрические машины, трансформаторы и реле, имеют индуктивные характеристики, что приводит к появлению индуктивного сопротивления наряду с индуктивностью линий передачи. Индуктивность вызывает отставание тока от напряжения, увеличивая угол запаздывания и уменьшая коэффициент мощности системы. Это запаздывающий коэффициент мощности заставляет нагрузку потреблять больше тока от источника при том же номинальном значении мощности, что приводит к дополнительным потерям в линии в виде тепла.

Емкость конденсатора вызывает опережение тока относительно напряжения, что позволяет ему компенсировать индуктивное сопротивление в энергетической системе. Несколько конденсаторных блоков (банк конденсаторов), подключенных параллельно для улучшения коэффициента мощности, называются параллельными конденсаторами.

Параллельные реакторы

Параллельный реактор — это устройство, используемое в энергетических системах для стабилизации напряжения при изменениях нагрузки, что способствует повышению эффективности. Он компенсирует емкостную реактивную мощность в линиях передачи, обычно применяется в линиях передачи напряжением 400 кВ и выше.

Созданный с одним обмоткой, которая либо непосредственно подключена к линии передачи, либо к третичной обмотке трехфазного трансформатора, он поглощает реактивную мощность из линий для улучшения эффективности системы.

Различия между параллельными конденсаторами и параллельными реакторами

В следующей таблице представлены ключевые сравнения между параллельными реакторами и параллельными конденсаторами:

Сравнение между параллельными конденсаторами и параллельными реакторами
Функция

• Параллельный конденсатор: Поставляет реактивную мощность в электрическую систему, поглощаемую индуктивными нагрузками (например, двигателями, трансформаторами) для улучшения коэффициента мощности и эффективности системы.

• Параллельный реактор: Поглощает и контролирует поток реактивной мощности для повышения эффективности, стабилизации уровней напряжения и снижения скачков/переходных процессов напряжения в сети.

Коррекция коэффициента мощности

• Параллельный конденсатор: Прямое улучшение коэффициента мощности за счет компенсации реактивной мощности.

• Параллельный реактор: Косвенное улучшение коэффициента мощности за счет стабилизации напряжения в линиях передачи.

Подключение

• Параллельный конденсатор: Подключен непосредственно параллельно к линии передачи.

• Параллельный реактор: Подключен либо непосредственно к линии передачи, либо через третичную обмотку трехфазного трансформатора.

Влияние на напряжение

• Параллельный конденсатор: Может вызвать повышение напряжения при малых нагрузках из-за ввода реактивной мощности.

• Параллельный реактор: Вызывает небольшое падение напряжения из-за индуктивного сопротивления, балансируя избыточную реактивную мощность.

Влияние гармоник

• Параллельный конденсатор: Склонен создавать резонансные условия, усиливающие гармоники напряжения.

• Параллельный реактор: Гасит и подавляет гармоники, улучшая качество электроэнергии.

Применение

• Параллельный конденсатор: Широко используется в промышленных и коммерческих энергетических системах для коррекции коэффициента мощности в распределительных сетях.

• Параллельный реактор: Основное применение — в высоковольтных (400 кВ и выше) линиях передачи для стабилизации напряжения и подавления переходных процессов.

Заключение

Оба устройства, параллельные конденсаторы и параллельные реакторы, оптимизируют эффективность электрической энергетической системы, но посредством различных механизмов: конденсаторы повышают коэффициент мощности, компенсируя индуктивные нагрузки, тогда как реакторы стабилизируют напряжение и подавляют гармоники в сетях передачи. Их взаимодополняющие роли обеспечивают надежную передачу электроэнергии в различных операционных сценариях.