Принцип выбора мощности компенсирующего устройства

Компенсирующая установка для гпп

Конденсаторы для силовой электроники

Конденсаторы для повышения коэффициента мощности

Установки компенсации реактивной мощности 0.4кВ

Моторные и светотехнические конденсаторы

Эволюция устройств компенсации реактивной мощности. Традиционные устройства компенсации реактивной мощности. Прогрессивные устройства коррекции коэффициента мощности для сетей низкого и среднего напряжения.

Перетоки реактивной мощности, негативно влияющие на генерацию, транспорт и качество поставляемой электроэнергии, официально признаны проблемой на рубеже XIX – XX веков, а первые практические шаги для компенсации реактивной мощности были сделаны еще в 1914 году путем включения в сеть последовательно с нагрузкой шунтирующих конденсаторов и долгое время статические батареи конденсаторов оставались если и не единственным, то наиболее популярным средством коррекции коэффициента мощности в сетях с индуктивными нагрузками. Со второй половины прошлого века параллельно со статическими релейными (контакторными) установками компенсации реактивной мощности с механическим включением и отключением ступеней батарей шунтирующих силовых конденсаторов начали использовать и другие средства коррекции мощности.

На рубеже нового тысячелетия претерпела изменение сама концепция электрической сети, которая сегодня переведена из категории пассивных устройств транспорта электроэнергии в активную систему, участвующую и влияющую на процесс генерации, передачи и потребления электрической энергии, что определило необходимость разработки технологий, средств и алгоритмов управления сетью, ее элементами, узлами и нагрузками. Так, по сути, сформировалась концепция гибких управляемых систем электропередачи переменного тока FACTS (Flexible Alternative Current Transmission System), формализованная американским Институтом электроэнергетики EPRI, в которые для контроля и управления генерацией, транспортом и потреблением электроэнергии интегрировались традиционные и новые средства коррекции коэффициента мощности и повышения качества электроэнергии — самокоммутируемые преобразователи напряжения, статические тиристорные компенсаторы (устройства компенсации реактивной мощности с тиристорным переключением TCSC (Thyristor Controlled Series Capacitor), реакторы с тиристорным управлением TCR (Thyristor Controlled Reactor), конденсаторные батареи с тиристорным переключением TSC (Thyristor Switched Capacitor), системы статической компенсации реактивной мощности SVC (Static VAR Compensator) — комбинации компонентов TCR и TSC), синхронные статические компенсаторы STATCOM (Static Synchronous Compensator), управляемые устройства (фазоповоротные и продольной емкостной компенсации, регуляторы потока мощности UPFC (Unified Power Flow Controllers), динамические восстановители напряжения DVR (Dynamic Voltage Restorers), интерлайн-регуляторы потока (IPFC), сверхпроводящие электромагнитные запоминающие устройства (SMES), асинхронизированные машины, электромашинновентильные комплексы и т.д.) и управляющие системы – WAMPAC (wide-area monitoring, protection, and control systems — глобального мониторинга, защиты и управления) и глобального позиционирования (GPS), фазных измерений (PMU) и диспетчерского управления/сбора информации (SCADA), защиты схем управления (SPS) и т.д.

Традиционные устройства компенсации реактивной мощности.

К традиционным устройствам компенсации реактивной мощности сегодня можно отнести:

• механически (вручную) переключаемые типовые релейные (контакторные) установки типа КРМ, УКРМ с фильтрами высших гармоник и без, в основном ориентированные на компенсацию реактивной мощности по централизованной, групповой, индивидуальной или комбинированной схемах на участках сетей и в сетях низкого (или среднего напряжения) с линейными нагрузками.

Довольно ограниченное использование (по типу нагрузки и уровню напряжения) релейных установок с механическим включением/отключением ступеней батарей конденсаторов обусловлено продолжительностью включения/отключения блока (батареи) силовых конденсаторов даже с помощью вакуумных контакторов, что при быстрой динамике потребности нагрузки в реактивной мощности создает существенные риски перенапряжений или провалов напряжения со всеми вытекающими из этого негативными последствиями.

Более продвинутые, но и значительно более дорогие версии релейных установок компенсации реактивной мощности оборудуются импульсно-модуляционными преобразователями (ИМП) и индуктивностью для компенсации мгновенной реактивной мощности.

Релейные (контакторные) установки для коррекции коэффициента мощности с импульсно-модуляционным преобразователем и емкостным (а) и индуктивным (б) накопителями энергии.

Диаграммы напряжений и токов релейной установки коррекции коэффициента мощности компенсатора с ИМП и нагрузкой сложного характера, где:
а) напряжения и токи трёх фаз распределительной сети;
б) напряжение и токи фазы А: линейной нагрузки IAлн, нелинейной нагрузки IAнн и компенсатора IAк.

Прогрессивные устройства коррекции коэффициента мощности для сетей низкого и среднего напряжения.

Базовую линейку устройств коррекции коэффициента мощности для сетей низкого и среднего напряжения формируют:

• установки компенсации реактивной мощности типа TSC с применением управляемых вентилей (тиристоров)
• управляемые тиристорными переключателями, со срабатыванием (переключением между ступенями) от 1/2 до 2 циклов колебаний тока/напряжения (от 0,02 с). Тиристорные установки компенсации реактивной мощности обеспечивают переключение конденсаторных батарей в момент равенства напряжений на конденсаторах и в сети во время, достаточное для коммутации с нелинейной нагрузкой, практически не генерировали высших гармоник и впервые были использованы в 50-х годах прошлого века.

Однако установки компенсации реактивной мощности типа TSC так и оставались дискретными по генерации реактивной мощности из-за ступенчатого переключения батарей, оперативность переключения которых обеспечивалась отдельным дорогим тиристором на каждой ступени. Некоторого снижения материалоемкости и цены установок TSC удалось добиться использованием тиристорно-диодных схем, но это привело к увеличению задержки включения/отключения ступеней, а значит и повышению рисков перенапряжения и провалов напряжения в сети.

Бинарные тиристорно-диодные переключатели (сверху) и диаграммы токов бинарной тиристорно-диодной установки(снизу), где:
а — d – токи по В1 – В4; е – результирующая кривая тока установки.

Справка: Установки компенсации реактивной мощности типа TSC с применением управляемых вентилей (тиристоров) на тиристорно-диодных схемах по факту – компенсирующие устройства прямой компенсации, в которых ступенчатое регулирование осуществляется с помощью включения и отключения батарей конденсаторов (и фильтров высших гармоник) в зависимости от динамики потребности в реактивной мощности энергопотребляющего устройства (нагрузки). Здесь нивелирование переходных процессов при включении/отключении, вызывающих колебания напряжения, достигается включением конденсаторных батарей тиристорными ключами в момент равенства напряжения в сети и на конденсаторах и по величине, и по полярности.

Устройства TSC с применением управляемых вентилей (тиристоров) прямой компенсации: а – схема; б – принцип работы, где 1-5 – ступени компенсации.

• управляемые тиристорами реакторы (TCR) и комбинированные установки компенсации реактивной мощности TSC-TCR с применением управляемых вентилей (тиристоров) на тиристорно-диодных схемах для управления переключением ступеней батарей статических конденсаторов и реакторов. Это устройства компенсации реактивной мощности с динамическим (плавным) регулированием индуктивного элемента (реактора) и нерегулируемой (TCR) или регулируемой (TSC-TCR) части – блока конденсаторных батарей (или фильтров высших гармоник). Индуктивность (реактор) в топологии устройства используется для демпфирования излишков генерируемой конденсаторами реактивной мощности, попадающих в сеть при переключении ступеней конденсаторных батарей. Регулируемые с применением управляемых вентилей конденсаторные батареи (TSC-TCR) в определенной степени решают проблему дискретности по генерации реактивной мощности

Справка: По факту управляемые тиристорами реакторы (TCR) и комбинированные установки TSC-TCR — статические компенсирующие устройства косвенной компенсации с применением управляемых вентилей (тиристоров), где нивелирование перепадов сетевого напряжения достигается за счет потребления генерируемой конденсаторами реактивной мощности управляемым реактором тогда, когда она не востребована нелинейной нагрузкой (и наоборот), причем регулирование и быстродействие устройства должно обеспечивать баланс наброса и сброса реактивной мощности в соответствии с потребностью нагрузки.

Рис. Компенсация реактивной мощности устройством косвенной компенсации TSC-TCR, где: а – схема; б – принцип действия устройства косвенной компенсации реактивной мощности.

Регулирование тока в реакторе, как правило, осуществляется посредством встречно-параллельно включенных тиристоров (время задержки 0.01 с), но ряд зарубежных компаний поставляет устройства с управляемым насыщающимся реактором (время задержки 0.06 с).

• установки синхронной компенсации реактивной мощности — синхронные двигатели разных типов и специальной конструкции, которые при работе на холостом ходу и в режиме перевозбуждения обмотки генерируют реактивную мощность. Для устройств синхронной компенсации характерно меньшее быстродействие в сравнении со статическими устройствами компенсации, отсутствие возможности управления по фазам, а также интеграции с FACTS.

Сравнение возможностей быстродействующих синхронных компенсаторов и статических устройств компенсации реактивной мощности с применением управляемых вентилей.

Источник



Основные сведения

Компенсирующие устройства являются одним из способов регулирования напряжений в электрической сети. Данные устройства являются источниками или потребителями реактивной мощности таким образом, потребляя или генерируя реактивную мощность, эти устройства влияют на величины падения и потери напряжения на отдельных элементах электрической сети.

Виды компенсирующих устройств

Различаются следующие основные виды компенсирующих устройств:

• батарея статических конденсаторов;
• шунтирующий реактор;
• синхронный компенсатор;
• управляемый шунтирующий реактор;
• статический тиристорный компенсатор.

Принцип выбора мощности компенсирующего устройства

Принцип регулирования напряжения за счет изменения потока реактивной мощности приведен на рисунке 1.

Напряжение в конце сети:

[math] \displaystyle \dot U_2 = \dot U_1 — \dot ΔU_<12>, (1) [/math]

где [math] \dot U_2 [/math] — вектор напряжения в конце сети, кВ;

[math] \dot U_1 [/math] — вектор напряжения в начале сети, кВ; [math] \dot ΔU_ <12>[/math] — вектор падения напряжения на участке сети.

Вектор падения напряжения в основном зависит от продольной составляющей:

[math] \displaystyle ΔU_ <12>= \frac<Р_<12>^Н⋅R_C+Q_<12>^Н⋅X_C>, (2)[/math]

где [math] ΔU_ <12>[/math] — продольная составляющая вектора падения напряжения на участке сети, кВ;

[math] Р_<12>^Н [/math] — поток активной мощности в начале участка сети, МВт; [math] Q_<12>^Н [/math] — поток реактивной мощности в начале участка сети, Мвар; [math] R_C [/math] — активное сопротивление участка сети, Ом; [math] X_C [/math] — индуктивное сопротивление участка сети, Ом; [math] U_1 [/math] — модуль вектора напряжения в начале сети, кВ.

Если принять, что напряжение в начале участка сети удовлетворяет всем требованиям, а напряжение в конце участка сети выходит за пределы заданных ограничений, то с учетом выражений (1) и (2) на величину напряжения в конце участка сети можно повлиять только путем изменения значения потока реактивной мощности. Активная мощность определяется требованием нагрузки и не может корректироваться для регулирования режима. Параметры сети (активной и индуктивное сопротивление) также являются неизмененными параметрами, так как отражают марку, сечение и количество проводов на рассматриваемом участке сети, следовательно, они не могут изменяться в процессе изменения режима сети.

В упрощенном виде:

[math] \displaystyle U_2\sim\frac <1><ΔU_<12>>\sim\frac<1>> (3)[/math]

То есть, чем больше значение передаваемой мощности, тем больше значение падения напряжения, тем больше снижается напряжение в рассматриваемом участке сети.

Для того, чтобы понять, какое именно компенсирующее устройство лучше подходит для проектируемого района сети, необходимо определиться с уровнем напряжения в сети относительно требуемого:

• если напряжение необходимо увеличить, то в соответствии с выражением (3) требуется уменьшить переток реактивной мощности, то есть создать дополнительную генерацию. В этих случаях подойдут батареи статических конденсаторов (БСК), синхронные компенсаторы в режиме перевозбуждения (СК) и статические тиристорные компенсаторы (СТК);
• если напряжение необходимо уменьшить, то в соответствии с выражением (3) требуется увеличить переток реактивной мощности, то есть создать дополнительную нагрузку. В этих случаях подойдут шунтирующие реакторы (ШР), синхронные компенсаторы в режиме недовозбуждения (СК) и статические тиристорные компенсаторы (СТК).

Мощность, которую необходимо выработать или потребить:

где [math] Q_<КУ>^[/math] — минимальная реактивная мощность, которую необходимо скомпенсировать посредством компенсирующих устройств для введения напряжения в рассматриваемом узле в допустимую область, Мвар;

[math]U_<2.ДОП>[/math] — модуль допустимого напряжения в рассматриваемом узле, кВ; [math]U_2[/math] — модуль напряжения в рассматриваемом узле, кВ; [math]X_C[/math] — индуктивное сопротивление участка сети, Ом.

Источник

РАСЧЕТ И ВЫБОР УСТРОЙСТВ КОМПЕНСАЦИИ

В целях снижения потерь мощности и электроэнергии в электрических сетях рекомендуется рассматривать целесообразность установки дополнительных компенсирующих устройств реактивной мощности, главным образом непосредственно у потребителей на напряжение 0,4 ÷ 10 кВ.

Основными источниками реактивной мощности в электрических сетях промышленного предприятия (в целях компенсации) являются конденсаторные установки, которые значительно снижают потребление реактивной мощности и регулируют коэффициент реактивной мощности ( ).

При проектировании систем электроснабжения промышленных предприятий расчет и выбор компенсирующих устройств (батарей статических конденсаторов) необходимо проводить с соблюдением установленных предельных величин коэффициента реактивной мощности в точках присоединения к электрической сети напряжением 0,4 и 6–10 кВ.

В качестве заданного энергоснабжающей организацией принимаются предельно допустимые значения коэффициента реактивной мощности ( ) указанные в таблице 3.12 гл. 3,5 [22].

Наиболее выгодный способ компенсации реактивной мощности (КРМ) на промышленном предприятии – это установка статических конденсаторов (КУ) в распределительных сетях напряжением 0,22-10кВ в непосредственной близости к месту потребления реактивной мощности.

На промышленном предприятии в режиме минимальных нагрузок (с 23-00 до 7-00) возможна перекомпенсация реактивной мощности, которая вызовет повышение напряжения и дополнительные потери в сети. Поэтому есть необходимость установки регулируемой комплектной конденсаторной установки (ККУ), в которой в зависимости от режима параметра сети происходит отключение или включение количества банок конденсаторов автоматически или вручную (одно- и многоступенчатое регулирование).

Для расчета предлагается два варианта централизованной компенсации реактивной мощности (14, 24):

– на шинах 0,4 кВ цеховых ТП (что дает снижение реактивной мощности в распределительных электрических сетях 6–10 кВ, включая разгрузку трансформатора в ТП);

– на шинах 6–10 кВ ГПП (РП) (достигается применение наименьшего количества КУ и низкая стоимость 1 квар установленной мощности конденсаторов).

При установке КУ на шинах 0,4 кВ цеховых ТП или на шинах 6÷10 кВ ГПП дает наибольший эффект по использованию установленной мощности конденсаторных батарей в сравнении с индивидуальной или групповой компенсацией [21].

Компенсация реактивной мощности ниже предельных значений приводит к затратам на компенсирующие устройства, большим, чем снижение тарифа за счет снижения потерь, а потребление реактивной мощности сверх указанных предельных значений приводит к большому увеличению тарифа, чем экономия на компенсирующих устройствах.

Расчет фактического произвести поэтапно, начиная с точки присоединения потребителей на напряжение 0,4 кВ – по каждому цеховому трансформатору или ТП [14, 24].

, – низковольтная реактивная и активная нагрузки, подключенные к цеховому трансформатору или ТП (данные определены в таблице №3.9 главы 3.5).

Рисунок 3.9 – Схема централизованной компенсации реактивной мощности

После определения фактического расчетного по каждому трансформатору (ТП), произвести сравнение полученной величины с предельной величиной коэффициента реактивной мощности в точке присоединения потребителей напряжением 0,4 кВ – ( =0,35).

В случае > , необходимо произвести расчет и выбор дополнительных устройств компенсации реактивной мощности (БСК) для установки на цеховой ТП в РУ-0,4 кВ по формуле (16):

– расчетная активная нагрузка кВт, подключенная к трансформатору (ТП).

– расчетная величина по каждому трансформатору (ТП);

– коэффициент, учитывающий КРМ естественным путем;

При окончательном выборе компенсирующих устройств необходимо учесть величину реактивной мощности ( ), необходимой для пропуска в цеховых трансформаторах 6,10 кВ в сеть напряжением 0,4 кВ (таблица 3,9 а, глава 3.5).

По справочнику выбирается тип конденсаторной установки, мощность батарей статических конденсаторов и их количество [21].

Пример расчета и выбора компенсирующих устройств на шинах 0,4 кВ двухтрансформаторной ТП.

Проверяем трансформаторы 10 кВ на возможность пропуска реактивной мощности в сеть 0,4 кВ и определяем необходимость компенсации .

Производим расчет и определяем необходимость установки конденсаторных батарей

Для компенсации определяем дополнительную реактивную мощность с учетом соблюдения и пропускной способностью трансформатора ( ) по формуле:

По справочнику выбираем две регулируемые установки конденсаторных батарей (ККУ)

УКМ-58-0,4-268-67 УЗ на каждую секцию шин трансформаторов.

Расчет на шинах 10(6) кВ ГПП (РП) производится с учетом компенсации реактивной мощности на стороне 0,4 кВ цеховых ТП и снижения потребляемой реактивной мощности за счет установки БСК.

– суммарная расчетная реактивная мощность электроприемников предприятия на шинах 10(6) кВ ГПП(РП);

– суммарная расчетная низковольтная реактивная мощность электроприёмников предприятия (данные таблицы 3.9 б глава 3.5), сниженная на величину дополнительной мощности при проведении компенсации на стороне 0,4 кВ цеховых ТП (таблица 3.11).

– суммарная расчетная реактивная мощность высоковольтных электроприемников предприятия, из которой вычитается реактивная мощность синхронных двигателей (если они установлены), работающих в режиме генерации реактивной мощности (т.е. с опережающим током) (таблица 3.2 глава 3.4.4).

– суммарные потери реактивной мощности в трансформаторах цеховых ТП (таблица 3.9 б глава 3.5).

– суммарная расчетная активная нагрузка электроприемников предприятия на шинах 10(6) ГПП (РП).

– суммарная расчетная низковольтная активная нагрузка электроприемников предприятия с учетом нагрузки освещения (таблица №3.9, гл. 3.5);

– суммарная расчетная активная нагрузка высоковольтных электроприемников предприятия (таблица №3,2 глава 3.4.4);

– суммарные потери активной мощности в трансформаторах цеховых ТП (таблица 3.9 б глава 3.5).

Примечание: Потери мощности в линиях электропередач напряжением 10(6) кВ в расчетах из-за малой величины не учитываются.

Полученная величина расчетного на шинах 10(6) кВ ГПП предприятия, сравнивается с величиной предельного коэффициента реактивной мощности (таблица 3.12) в точке присоединения потребителей напряжением 10(6) кВ ( =0,4).

При ³ , необходимо произвести расчет и выбор дополнительных компенсирующих устройств (БСК) по формуле, 3.38. По справочнику выбираем тип и мощность БСК для установки на шинах 10(6) кВ ГПП (РП).При наличии нескольких секций шин 6(10) КВ БСК устанавливаются на каждую секцию шин с учетом пропорционального деления общей реактивной мощности.

Данные по расчету и выбору батарей статических конденсаторов для установки в цеховых ТП на стороне 0,4 кВ приведены в таблице 3.25.

При значительном снижении потребляемой реактивной мощности цеховыми трансформаторами (за счет установки конденсаторных установок), возникает необходимость корректировки номинальной мощности выбранных силовых трансформаторов в сторону уменьшения (таблица 3.9 а глава 3.5).

Таблица 3.25 – Расчетные данные для выбора конденсаторных установок на цеховых ТП

Источник

КОМПЕНСИ́РУЮЩИЕ УСТРО́ЙСТВА

КОМПЕНСИ́РУЮЩИЕ УСТРО́ЙСТВА в элек­тро­энер­ге­ти­ке, уст­рой­ст­ва, для воз­ме­ще­ния (ком­пен­са­ции) ре­ак­тив­ной мощ­но­сти; при­меня­ют­ся в элек­тро­энер­ге­тич. сис­те­мах с це­лью нор­ма­ли­за­ции на­пря­же­ний в уз­лах се­ти и сни­же­ния по­терь элек­тро­энер­гии. Ре­ак­тив­ная мощ­ность (РМ), оп­ре­де­ляе­мая пе­рио­дич. об­ме­ном энер­ги­ей ме­ж­ду элек­три­че­ски­ми и маг­нит­ны­ми по­ля­ми эле­мен­тов элек­трич. це­пи, спо­соб­ных на­ка­п­ли­вать и от­да­вать энер­гию, вы­зы­ва­ет до­пол­нит. на­грев про­вод­ни­ков и ока­зы­ва­ет зна­чит. влия­ние на на­пря­же­ние в уз­лах элек­трич. се­ти. В трёх­фаз­ной се­ти пе­ре­мен­но­го то­ка эле­мен­ты с маг­нит­ны­ми по­ля­ми (напр., асин­хрон­ные дви­га­те­ли, транс­фор­ма­то­ры) по­треб­ля­ют РМ; эле­мен­ты с элек­трич. по­ля­ми (напр., кон­ден­са­тор­ные ба­та­реи) её ге­не­ри­ру­ют. Осн. ис­точ­ни­ком РМ в элек­трич. се­ти яв­ля­ют­ся ге­не­ра­то­ры элек­тро­стан­ций. Возд. ли­нии элек­тро­пе­ре­дач вы­со­ко­го и сверх­вы­со­ко­го на­пря­же­ния (330 кВ и вы­ше) при ма­лой на­груз­ке энер­го­сис­те­мы ге­не­ри­ру­ют, а при боль­шой – по­треб­ля­ют РМ. В за­ви­си­мо­сти от на­груз­ки в се­ти мо­жет воз­ник­нуть как из­бы­ток РМ, так и её де­фи­цит. Это яв­ле­ние, как пра­ви­ло, но­сит ло­каль­ный ха­рак­тер и воз­ни­ка­ет в к.-л. из уз­лов се­ти. Из­бы­ток РМ при­во­дит к по­вы­ше­нию на­пря­же­ния в уз­ле и мо­жет пред­став­лять опас­ность для обо­ру­до­ва­ния под­стан­ций; он по­гло­ща­ет­ся К. у., ус­та­нов­лен­ны­ми в уз­ле, в ре­зуль­та­те че­го на­пря­же­ние нор­ма­ли­зу­ет­ся. Де­фи­цит РМ вы­зы­ва­ет сни­же­ние на­пря­же­ния, что при­во­дит к ухуд­ше­нию ра­бо­ты обо­ру­дова­ния по­тре­би­телей элек­тро­энер­гии (сни­же­ние ос­ве­щён­но­сти, ос­та­нов­ка элек­тро­дви­га­те­лей, на­ру­ше­ние ра­бо­ты ком­пь­ю­те­ров и др.); уст­ра­ня­ет­ся К. у., ге­не­ри­рую­щи­ми РМ.

Раз­ли­ча­ют К. у., спо­соб­ные ра­бо­тать толь­ко в ре­жи­ме ге­не­ра­ции или по­треб­ле­ния РМ, а так­же уни­вер­саль­ные (ра­бо­та­ют в обо­их ре­жи­мах). По спо­со­бу управ­ле­ния К. у. бы­ва­ют не­ре­гу­ли­руе­мые (ха­рак­те­ри­зу­ют­ся дву­мя дис­крет­ны­ми со­стоя­ния­ми – «вклю­че­но» и «от­клю­че­но») и ре­гу­ли­руе­мые, или управ­ляе­мые (из­ме­ня­ют по­треб­ляе­мую РМ по сиг­на­лам управ­ле­ния). В ка­че­ст­ве К. у., спо­соб­ных толь­ко ге­не­ри­ро­вать РМ, ши­ро­ко при­ме­ня­ют­ся кон­ден­са­тор­ные ба­та­реи. Шун­ти­рую­щие элек­трич. ре­ак­то­ры (ре­гу­ли­руе­мые) ра­бо­та­ют толь­ко как по­тре­би­те­ли РМ; при­ме­ня­ют­ся гл. обр. в се­тях сверх­вы­со­ких на­пря­же­ний. К уни­вер­саль­ным К. у. от­но­сят­ся син­хрон­ные ком­пен­са­то­ры и мощ­ные син­хрон­ные дви­га­те­ли (ис­поль­зу­ют­ся в се­тях элек­тро­снаб­же­ния пром. пред­при­ятий). Раз­ра­бо­та­ны но­вые ти­пы К. у., ос­но­ван­ные на при­ме­не­нии си­ло­вых по­лу­про­вод­ни­ко­вых при­бо­ров и ста­тич. ти­ри­стор­ных ком­пен­са­то­ров, осу­ще­ст­в­ляю­щих управ­ле­ние по­то­ка­ми РМ. Их осн. пре­иму­ще­ст­ва: от­сут­ст­вие под­виж­ных ча­с­тей, воз­мож­ность как ге­не­ри­ро­вать, так и по­треб­лять РМ, вы­со­кое бы­ст­ро­дей­ст­вие, что име­ет боль­шое зна­че­ние при ава­рий­ных си­туа­ци­ях в элек­трич. се­ти.

В за­ви­си­мо­сти от схе­мы под­клю­че­ния К. у. в элек­трич. сеть воз­мож­ны цен­тра­ли­зо­ван­ная и ме­ст­ная ком­пен­са­ции РМ. При цен­тра­ли­зов. ком­пен­са­ции К. у. (как пра­ви­ло, ре­гу­ли­руе­мые син­хрон­ные и ти­ри­стор­ные ком­пен­са­то­ры) ус­та­нав­ли­ва­ют­ся на уз­ло­вых под­стан­ци­ях элек­трич. се­ти, от­ку­да РМ по ли­ни­ям элек­тро­пе­ре­дач пе­ре­да­ёт­ся по­тре­би­те­лям. Ме­ст­ная ком­пен­са­ция пре­ду­смат­ри­ва­ет ус­та­нов­ку К. у. по воз­мож­но­сти бли­же к по­тре­би­те­лям, имею­щим ин­дук­тив­ную на­груз­ку, – на рас­пре­де­лит. под­стан­ци­ях элек­трич. се­ти, на це­хо­вых под­стан­ци­ях и др.; обыч­но с этой це­лью ис­поль­зу­ют­ся не­ре­гу­ли­руе­мые кон­ден­са­тор­ные ба­та­реи.

Источник

Компенсирующие установки распределительных электроподстанций: предназначение и основные особенности использования

Для обеспечения нормального функционирования ряда устройств имеется необходимость в реактивной мощности. В число таких устройств входят асинхронные моторы разного предназначения, насосы, сталеплавильные дуговые печи.

Объем требуемой для функционирования этих устройств реактивной мощности невелик, однако из-за значительной активно-индуктивной нагрузки со стороны разного электрооборудования в электросети образуются существенные количества реактивной составляющей.

Предназначение компенсирующих установок

Следствием существенного объема реактивной составляющей в электросети является повышение загрузки ЛЭП, электротрансформаторов и прочего электрооборудования, которое служит одним из факторов снижения напряжения на ЛЭП. По этой причине возникает необходимость в решении проблемы компенсации реактивной мощности на электроподстанциях. Один из путей решения данной проблемы заключается в использовании на распределительных электроподстанциях конденсаторных установок УКРМ . Они представляют собой комплексы батарей конденсаторов. Уровень нагрузки потребителей непрерывно меняется, в связи с чем происходит непрерывное изменение уровня реактивной составляющей в электросети. По этой причине конденсаторы подразделяют на группы, что обеспечивает возможность ступенчатого регулирования компенсации реактивной мощности в соответствии с ее уровнем.

Эти группы включаются в электросеть с использованием тиристоров или контакторов. Выпускаемые в настоящее время компенсаторы функционируют автоматически, выполняя включение и выключение конденсаторов без человеческого участия в соответствии с уровнем реактивной составляющей в электросети.

Интервал номинального напряжения, в рамках которого действуют компенсаторы, довольно обширен – он составляет от 0,4 до 35 киловатт. Монтаж высоковольтных электроустановок напряжением шесть, десять, тридцать пять киловатт обычно осуществляется на шинах распределительных электроподстанций, где необходимо компенсировать реактивную составляющую. Они называются централизованными. Чтобы компенсировать ее у самого электрооборудования, используются групповые и индивидуальные компенсирующие установки.

Для устройств, характеризующихся активно-индуктивной нагрузкой, используются низковольтные компенсаторы на напряжение от 0,4 до 0,66 киловатт. К такому электрооборудованию относятся насосы, электромоторы, сварочная техника и др.. Низковольтные установки за счет высокого быстродействия обеспечивают возможность компенсации реактивной составляющей двух видов: постоянной и скачкообразной.

Для устранения гармонических искажений в электросети предприятия, которые могут быть вызваны у стройствами плавного пуска двигателей (УПП) и частотными преобразователи (ЧП), устаналивают активные фильтры гармоник.

Основные особенности использования конденсаторных установок

Чтобы максимально продлить срок эксплуатации компенсирующих установок, нужно неукоснительно соблюдать правила их использования. Функционирование компенсаторных установок, как и всего электрооборудования, должно осуществляться при определенных электрических номинальных характеристиках.

По напряжению допустимая перегрузка компенсатора составляет 10%, по току – варьируется от 30% до 50% (исходя из ее типа). При разном напряжении на разных конденсаторах и при появлении значительных перекосов фазных токов функционирование компенсаторов запрещено. Реактивная составляющая несимметричной нагрузки компенсируется при помощи отдельных видов компенсаторов.

Температура в помещении, где располагаются компенсаторы, должна сохраняться в диапазоне, указанном в их паспортных данных. Как правило, данный диапазон ограничен пределами от минус сорока до плюс пятидесяти градусов по Цельсию.

В компенсаторах предусмотрена защита от нештатных режимов функционирования. По этой причине в случае выключения компенсатора в результате срабатывания защиты его ввод в работу запрещен до установления причины приведения защиты в действие.

В ходе использования компенсирующих установок нужно выполнять их регулярные осмотры в целях своевременного выявления неполадок, повреждений деталей. Вывод установок из работы осуществляется при выявлении следующих дефектов:

• деформирование стенок конденсаторов;

• признаки, указывающие на пробой обкладок;

• вытекание пропиточной жидкости конденсаторов.

Компенсаторы способны функционировать в двух режимах: ручном и автоматическом. Главным критерием подбора подходящего режима служат требования, предъявляемые к качеству снабжения электроэнергией. При наличии необходимости поддерживать высокие значения коэффициента мощности компенсаторы функционируют автоматически. Если строгие требования к уровню реактивной составляющей отсутствуют, то включение компенсаторов выполняется обслуживающими работниками, которые контролируют режим функционирования оборудования электроподстанции, в том числе величину реактивной мощности в электросети.

Источник