WordPress

Компенсация реактивной мощности на промышленных предприятиях

Компенсация реактивной мощности на промышленных предприятиях - картинка 1

Компенсация реактивной мощности на промышленных предприятиях

Анонс: Условное деление промышленных объектов по сетевому напряжению, коммутации, режиму работы и характеру нагрузки. Компенсация реактивной мощности на промышленных предприятиях с сетями разного напряжения и способы повышения коэффициента мощности сетей угольных шахт, жилой застройки.

Компенсация реактивной мощности на промышленных предприятиях с сетями 6-10/0,4 кВ.

Для промышленных объектов со стационарными сетями и равномерном графике нагрузки по сегментам своей силовой сети целесообразна компенсация реактивной мощности по централизованной схеме на шинах РУ 6-10 кВ предприятия в рамках подстанции электросетевой компании на стороне низшего напряжения или собственной КТП на стороне высшего напряжения.

Компенсация реактивной мощности на промышленных предприятиях - картинка 2

В случае неравномерной нагрузки по сегментам сети предприятия возможно применение групповой схемы компенсации на шинах РУ цеховых ТП 6-10/0,4 кВ, причем в обоих случаях при выявлении энергоаудитом наличия стабильной во времени «фоновой» реактивной нагрузки экономически эффективна интеграция в щитовых нерегулируемых или гибридных (смешанных) установок компенсации реактивной мощности.

Компенсация реактивной мощности на промышленных предприятиях - картинка 3

Способы повышения коэффициента мощности динамично изменяемых сетей.

Железорудные, угольные шахты, строительные девелоперы с развертываемыми площадками на масштабных объектах жилой застройки в процессе своей деятельности формируют силовые сети, изменяющие свою конфигурацию, потери активной и реактивной мощности в КЛ и ВЛ, параметры своей и питающей магистральной сети. Так, в зависимости от протяженности ВЛ и нагрузки по реактивной мощности падение напряжения сети объекта жилой застройки может достигать более 30%, что становится критическим для оборудования на площадке и крайне негативно влияет на энергобаланс сети электросетевой компании.

КОНСУЛЬТАЦИЯ ЮРИСТА


УЗНАЙТЕ, КАК РЕШИТЬ ИМЕННО ВАШУ ПРОБЛЕМУ — ПОЗВОНИТЕ ПРЯМО СЕЙЧАС

8 800 350 84 37

Таблица. Падение напряжения при разном потреблении реактивной мощности и протяженности ВЛ развертываемых сетей объектов жилой застройки.

Реактивная мощностьПадение напряжения, % при общей длине воздушной линии
0.2 км0.4 км0.6 км0.8 км1.0 км
50 кВАР1.8753.755.6257.59.375100 кВАР3.757.511.2515.018.75150 кВАР5.62511.2516.87522.528.125200 кВАР7.515.022.530.037.5

В свою очередь железорудные, угольные шахты с ПУПП и наращиваемыми КЛ имеют взаимозависимое влияние потерь мощности, напряжения от длины, сечения кабелей и загрузки передвижных участковых подземных подстанций, что определяет необходимость компенсации реактивной мощности по смешанной (централизованной, групповой, индивидуальной) схеме, автоматическими установками и при регулярном мониторинге динамики изменения нагрузки.

Компенсация реактивной мощности на промышленных предприятиях - картинка 4

Компенсация реактивной мощности на промышленных предприятиях - картинка 5

Компенсация реактивной мощности на промышленных предприятиях с сетями 0,4 кВ.

Промышленные предприятия с оборудованием, включающим асинхронные электродвигатели, в том числе в конструкциях мотор-редукторов, насосных агрегатов, электродуговые печи, сварочные трансформаторы и пр. напряжением 0.4 кВ обычно используют смешанную схему компенсации реактивной мощности – групповую и индивидуальную, что позволяет оптимизировать энергопотребление и стабилизировать качество электроэнергии в силовой сети.

Компенсация реактивной мощности на промышленных предприятиях - картинка 6

В целом любые способы повышения коэффициента мощности должны использоваться: только после проведения профессионального энергоаудита сети промышленного объекта, что исключит риски перекомпенсации и даст возможность выбора оптимальной по цене и функциям установки; обосновываться, разрабатываться и реализоваться исключительно профильной компанией с собственными производственными мощностями для изготовления установок, батарей и большим опытом работы в этой сфере деятельности.

http://www.mircond.com/blog/kompensatsiya-reaktivnoy-moshchnosti-na-promyshlennykh-predpriyatiyakh/

Компенсация реактивной мощности на промышленном предприятии по производству технического углерода

Введение

На одном из Российских промышленных предприятий по производству технического углерода был сформирован запрос на проведение мероприятий по компенсации реактивной мощности. Для возможности успешного внедрения установок и реализации проекта были проведены выездные замеры ПКЭ.
Замеры проводились в период с 21.09.2017 по 22.09.2017 г. на вводе РУ-0,4кВ. Измерения проводились профессиональным анализатором качества электроэнергии Hioki PW3198. По результатам измерений был составлен технический отчет с подбором параметров для устройств компенсации.
Согласно рекомендациям из отчета были приобретены устройства компенсации для дальнейшего их монтирования в месте установки.
Ввод установки в работу осуществлялся в период с 18.12.17 по 19.12.17 г.
Эффект от компенсации реактивной мощности оценивался по данным со счетчиков электрической энергии, которые были предоставлены заказчиком.

Замеры ПКЭ

В результате замеров были получены динамические данные, позволяющие произвести выбор максимально подходящих под условия эксплуатации установок:

Компенсация реактивной мощности на промышленных предприятиях - картинка 7

Рис.1 График изменения суммарных по трем фазам мощностей на вводе Т2

Компенсация реактивной мощности на промышленных предприятиях - картинка 8

Рис. 2. График изменения фазных и суммарных коэффициентов мощности на вводе Т2

Таблица 1. Значения мощностей и cos(ф)

P, кВтS, кВАQ, кварCos(ф), сум. измеренный.
Максимальное значение445,00533,00>327,000,88Среднее значение365,21427,03221,090,86Минимальное значение304,00351,00175,000,78

Компенсация реактивной мощности на промышленных предприятиях - картинка 9

Рис. 3. График изменения суммарного коэффициента гармонического искажения напряжения

Таблица 2. Значения THDU

THDU, %Допустимые значения по ГОСТ 32144
THDU АTHDU ВTHDU С%
Максимальное значение4,71>4,654,428Среднее значение3,893,733,638Минимальное значение3,193,133,038

Компенсация реактивной мощности на промышленных предприятиях - картинка 10

Рис. 4. График изменения суммарного коэффициента гармонического искажения тока

Таблица 3. Значение THDI

THDI, %
THDI АTHDI ВTHDI С
Максимальное значение8,138,528,00

3,834,113,82

Согласно таблице 1, среднее значения усредненного за период времени коэффициента мощности равно 0,86. А диапазон его значений изменяется от 0,78 до 0,88. При подобных значениях коэффициента мощности происходят существенные потери активной мощности на участке от счетчиков электроэнергии до нагрузки. Это означает, что счетчик фиксирует дополнительную активную мощность, которая рассеивается на сопротивлениях элементов сети, при протекании через них полного тока.
Анализ значений суммарных коэффициентов гармонических искажений тока и напряжения, представленных в табл. 2 и табл. 3, показал, что их значения не выходят за допустимые рамки по ГОСТ 32144-2013. Однако при этом зафиксированные значения этих коэффициентов превышают допустимые для конденсаторов.

Выбор установки

Анализ полученного эффекта и выводы

После ввода установки КРМФ-189-0,4-400-25 У3 на предприятии, заказчиком были произведены выгрузки данных по потреблению активной, реактивной и полной мощности. Для анализа эффективности внедрения установки были взяты двухнедельные периоды до ввода и после ввода установки. Данные, полученные с одного из вводов РУ-0,4кВ, представлены в таблице 4.

Таблица 4. Значения мощностей и cos(ф) до и после ввода установки

ДатаWэ, кВт∙ч
за сутки
P, кВтQ, кварCos(ф)ДатаWэ, кВт
за сутки
P, кВтQ, кварCos(ф)
До ввода установкиПосле ввода установки05.12.2017118945063950,7919.12.201710185455940,9806.12.2017117164963860,7920.12.2017102634461110,9707.12.2017111525143950,7921.12.2017101814561870,9308.12.2017118115193940,8022.12.2017102684481180,9709.12.2017109415044010,7823.12.2017101524281110,9710.12.2017118035224010,7924.12.2017100564361280,9611.12.2017120285064060,7825.12.201797034581240,9712.12.2017117004953880,7926.12.2017106545111540,9613.12.2017116404984000,7827.12.2017118285041220,9714.12.2017121825283860,8128.12.2017121185271540,9615.12.2017116245393700,8229.12.2017116915141880,9416.12.2017113305333860,8130.12.2017117104981950,9317.12.2017104154663290,8231.12.2017117105101860,9418.12.201792604473330,8001.01.201893994221520,94Ср. знач.113935053840,80Ср. знач.107084721440,96

Средние значения потребляемой мощности за сутки, максимальной активной мощности, максимальной реактивной мощности и cos(ф) позволяют сделать вывод о том, что:

  1. После ввода установки достигнуто нужное значение cos(ф);
  2. Значение полной мощности снизилось за счет установки устройства компенсации реактивной мощности;
  3. Ввод установки в работу позволил снизить потери активной мощности на элементах системы. И как следствие, уменьшить среднее потребление электроэнергии на 685 кВт∙ч или на 6% от среднего общего потребления за суточный период.

http://khomovelectro.ru/articles/kompensatsiya-reaktivnoy-moshchnosti-na-promyshlennom-predpriyatii-po-proizvodstvu-tekhnicheskogo-ug.html

Компенсация реактивной мощности на промышленных предприятиях

В странах с хорошо развитой промышленностью от 60% до 70% электрической энергии потребляют промышленные предприятия. На промышленных предприятиях для приведения различных механизмов в движение используются электропривода. Там где не нужно высокой степени точности регулирования механизма, чаще всего, применяться привода переменного напряжения (асинхронные, синхронные). Известно, что двигатели переменного напряжения — основные потребители реактивной энергии.

Так как в отличии от частных потребителей, промышленные предприятия оборудуются еще и счетчиками реактивной энергии, поэтому ее компенсация является приоритетной задачей. Также если реактивная составляющая скомпенсирована, результирующий ток сети будет меньше, что позволит сэкономить на сечении кабелей для подключения нагрузки.

Разница между активной и реактивной составляющей регламентируется коэффициентом мощности cosφ. Определяется формулой cosφ=P/S, где P – активная, а S полная мощность.

Рассмотрим основные способы компенсации реактивной мощности:

  1. Конденсаторные установки – наиболее простой и дешевый способ. Суть состоит в том, что секции конденсаторов подключаются к сети через автоматический выключатель в зависимости от надобности. Компенсация реактивной мощности на промышленных предприятиях - картинка 12 Конденсаторные установки

Конденсаторные батареи могут иметь множество различных схем подключения. На рис. 1 приведены лишь единичные примеры.
Фильтро-компенсирующие устройства (ФКУ) — представляет собой (L-C) фильтр, настроенный на определенные гармоники сети. Это позволяет не только компенсировать реактивную составляющую, но и улучшить гармонический состав сети.

Компенсация реактивной мощности на промышленных предприятиях - картинка 13 Схема фильтрокомпенсирующего устройства
Фильтро-компенсирующие устройства (ФКУ) с декомпенсатором реактивной мощности или статический компенсатор – представляет собой тот же (L-C) фильтр, но с декомпенсатором, т.е. при изменении составляющей сети нет необходимости каждый раз подключать и отключать фильтр. ФКУ и декомпенсатор равны по мощности. Один из самых удобных способов компенсации, но и один из самых дорогих. Как правило полностью автоматизирован.

Компенсация реактивной мощности на промышленных предприятиях - картинка 14 Статический компенсатор или декомпенсатор реактивной мощности

  • Синхронный компенсатор – представляет собой облегченный синхронный двигатель который не выполняет механической работы. В перевозбужденном режиме cosφ>1, в недовозбужденном режиме cosφ Компенсация реактивной мощности на промышленных предприятиях - картинка 15 Синхронный компенсатор
  • Вывод: существует несколько способов компенсации реактивной мощности на предприятии. Для выбора какого-то из устройств следует более детально изучить график нагрузки предприятия, работу преобразовательных устройств (наличие высших гармоник), а также схему электроснабжения предприятия (где целесообразней разместить компенсатор). Каждый из четырех приведенных вариантов существенно разнятся в цене. Поэтому при выборе устройства следует учесть все факторы и сделать правильный выбор.

    http://elenergi.ru/kompensaciya-reaktivnoj-moshhnosti-na-promyshlennyx-predpriyatiyax.html

    Компенсация реактивной мощности

    Электрическая мощность, потребляемая промышленными предприятиями и жилыми домами, бывает двух видов. Активная – затрачивается на выполнение полезной, нужной потребителю работы. Реактивная – увеличивает нагрузку на сеть и приводит к дополнительным расходам на электроэнергию.

    Компенсация реактивной мощности на промышленных предприятиях - картинка 16

    Определение

    Реактивная мощность не выполняет полезной работы. Она обусловлена наличием у потребителя индуктивной или ёмкостной составляющей нагрузки. На предприятиях реактивная мощность возникает при работе электрических двигателей, трансформаторов или ламп ДРЛ. В домашних условиях это моторы пылесосов, стиральных машин или компрессоров холодильников. На корпусе данных агрегатов часто можно увидеть параметр cosф, называемый коэффициентом мощности. Он количественно характеризует долю реактива.

    Обратите внимание! Cosф – параметр крайне нестабильный. Он способен меняться в широком диапазоне с течением года и временем суток. Также коэффициент мощности тесно связан с будними и выходными днями.

    Компенсация реактивной мощности на промышленных предприятиях - картинка 16

    Все перечисленное служит примером источников индуктивной составляющей. Гораздо реже встречается ёмкостная. К её примерам относятся мощные импульсные блоки питания и всё, что во входной части содержит конденсаторы.

    Физика процесса

    Для понимания процесса образования реактивной мощности следует заострить внимание на двух фактах:

    1. Природа переменного тока такова, что он периодически изменяет своё направление. Т.е. «+» и «-» в розетке переставляются местами 50 раз в секунду. Происходит это не рывками, а плавно по синусоидальному закону. Смена направления тока чем-то схожа с колебаниями качель.
    2. На создание электромагнитного поля, например, обмоткой трансформатора, требуется некоторое время.

    В итоге получается следующая картина. Напряжение на выводах обмотки достигает своего пикового значения. Ток из-за индуктивного характера потребителя всё никак не может выйти на максимум. Если нагрузка ёмкостная, то эффект обратный: ток опережает напряжение.

    Такое рассогласование источника и потребителя приводит к ощутимым потерям полезной мощности. Поэтому для борьбы с этими нежелательными свойствами индуктивностей и ёмкостей используют специальные устройства компенсации реактивной мощности (УКРМ).

    Для чего компенсация реактивной мощности

    Компенсировать реактивную составляющую мощности необходимо для повышения эффективности энергосистемы и снижения нагрузки на питающие кабеля и коммутирующие аппараты.

    На производстве в основном преобладают потребители индуктивного характера. Для компенсации реактивной мощности, возникающей из-за их работы, чаще всего применяют конденсаторные установки. Их использование позволяет добиться следующих положительных эффектов:

    • снизить нагрузку на сеть, избавив её от бесполезных реактивных токов;
    • ощутимо уменьшить счета на электроэнергию;
    • повысить качество напряжения за счёт устранения помех, шумов и высших гармоник.

    Основные компоненты УКРМ

    Для компенсации индуктивной составляющей реактивной мощности применяют конденсаторные установки. Иногда их объединяют в целые батареи и оснащают различной коммутирующей аппаратурой. Она необходима для автоматического переключения конденсаторов с целью повышения или понижения конечной ёмкости батареи. Дополнительно требуется к.л. измерительный прибор для отслеживания коэффициента мощности cosф и прочих параметров УКРМ. На сегодняшний день такие контроллеры выполняются на основе микропроцессоров, которые делают всю работу без вмешательства человека.

    Компенсация реактивной мощности на промышленных предприятиях - картинка 16

    Ёмкостная составляющая компенсируется похожим образом. Здесь уже в качестве выравнивающего cosф устройства выступают синхронные двигатели или специальные реакторы (катушки, дроссели). Ёмкостная составляющая свойственна протяжённым кабельным и воздушным линиям, а не самому промышленному оборудованию.

    Виды компенсаторов и их принцип действия

    Чаще всего в роли компенсирующего устройства применяется либо батареи конденсаторов, либо двигатели. При этом может использоваться как один компенсатор, так и множество подключенных параллельно.

    В течение дня баланс мощности в сети может изменяться, на что УКРМ должно реагировать соответствующим образом. С этой точки зрения компенсаторы бывают:

    • нерегулируемые – без возможности переключения составных элементов;
    • автоматические – компенсатор сам отслеживает cosф, производит расчеты и решает, какое количество конденсаторов следует добавить в схему;
    • с ручным управлением – человек сам анализирует cosф по приборам и производит соответствующие переключения.

    В зависимости от условий эксплуатации выделяют следующие типы коммутирующих устройств:

    • контакторные – только статические переключения;
    • тиристорные – работа в реальном времени;
    • вакуумные выключатели – для напряжений свыше 1 кВ.

    Определение емкости конденсаторов

    При проектировании УКРМ следует уделить внимание расчету ёмкости и мощности конденсаторных установок. Важно это по той причине, что в случае неправильного выбора этих параметров установка может нанести электросети больше вреда, чем пользы. Формула для расчета необходимой ёмкости конденсатора имеет следующий вид.

    Компенсация реактивной мощности на промышленных предприятиях - картинка 16

    Здесь:

    • C – ёмкость конденсаторной установки, Ф;
    • U – сетевое напряжение, В;
    • f – частота, Гц;
    • Q – реактивная мощность конденсатора, вар;
    • p – 3.14.

    Переменная Q, в свою очередь, определяется по следующему выражению.

    Компенсация реактивной мощности на промышленных предприятиях - картинка 16

    Где:

    • P – активная мощность потребителя;
    • К – коэффициент, подбираемый из таблицы.

    Компенсация реактивной мощности на промышленных предприятиях - картинка 16

    Дополнительная информация. На просторах интернета полно ресурсов, содержащих в себе калькуляторы для онлайн расчета различных параметров компенсаторов.

    Компенсаторы реактивной мощности в квартире

    Многие промышленные предприятия, особенно крупные, применяют в целях экономии устройства компенсации реактивной мощности. Однако этот трюк не пройдёт в обычной квартире. Вытекает это из ряда причин:

    1. Бытовые однофазные счётчики электроэнергии, используемые в жилых домах, не способны вычислять реактивную мощность. Соответственно, никто не сможет взыскать за неё оплату. Особенно это относится к старым индукционным счётчикам.
    2. Организации, поставляющие электроэнергию, ведут учёт реактивной мощности только для крупных промышленных предприятий. Установка подобных устройств в жилых домах не является требованием ПУЭ.
    3. С технической точки зрения, проблематично и дорого будет рассчитать УКРМ для каждой квартиры или тем более поставить автоматические системы на микропроцессоре, ведь данные приборы стоят внушительных денег.

    Компенсация реактивной мощности на промышленных предприятиях - картинка 16

    Важно! По интернету гуляют предложения купить мошенническую чудо-коробочку. Она подключается к розетке и тем самым избавляет квартиру от излишков реактивной мощности. Как показывают обзоры, внутри этого прибора не содержится ничего, кроме светодиода. Соответственно, такое устройство никак не поможет сэкономить.

    Эффективность применения конденсаторных установок

    История применения метода компенсации реактивной мощности охватывает ещё советский период. Его экономическая эффективность на промышленных предприятиях доказана исследованиями и десятками лет практического использования.

    Конденсаторные УКРМ предназначены в основном для компенсации реактивной мощности электрических двигателей. Энергия, потребляемая асинхронными моторами, может доходить до 40 % от всей нагрузки предприятия. Поэтому экономии на двигателях уделяют особое внимание. Масло в огонь подливает и то, что мотор, работающий с номинальной нагрузкой на валу, имеет cosф = 0,75-0,8. Это считается нормой. Однако тот же двигатель без нагрузки имеет гораздо более низкий коэффициент мощности порядка 0,3. Использование УКРМ позволяет повысить cosф до 0,99. Это хороший показатель, ведь, чем ближе этот параметр к единице, тем эффективнее расходуется электроэнергия.

    Наличие устройств, компенсирующих реактивную мощность, благотворно сказывается на расходах промышленного предприятия. Помимо этого, уменьшается нагрузка на электрическую систему объекта. Это позволяет снизить сечение и конечную стоимость воздушных и кабельных линий, а также уменьшить долгосрочные затраты на их ремонт и обслуживание.

    http://amperof.ru/teoriya/kompensaciya-reaktivnoj-moshhnosti.html

    Некоторые аспекты компенсации реактивной мощности на промышленных объектах

    На текущий момент безусловным является факт, что начатый в начале века процесс реформирования электроэнергетики РФ в целом коснулся формального перераспределения прав и обязанностей поставщиков электроэнергии, и сетевых организаций, причем по факту большинство энергосбытовых компаний провели внутриструктурную реорганизацию с выделением de jure автономных, но de facto собственных/зависимых структур с правами на территориально обособленный сегмент распределительных сетей.

    В то же время проблема компенсации реактивной мощности, качества поставляемой электроэнергии в целом и живучести распределительных сетей и/или отдельных их участков осталась нерешенной и по традиции была делегирована потребителям — в основном крупным промышленным предприятиям, зачастую вынужденным нести бремя не только и не столько своих потребностей в реактивной мощности, но и возрастающих с каждым днем потребностей «стихийного» сектора потребления — жилых, коммунальных, коммерческих объектов с предельно сложно прогнозируемым балансом мощности.

    Особенности компенсации реактивной мощности на промышленных объектах

    Теоретически производственные и производственно-коммерческие предприятия, подключаемые к сетям на подстанциях 110 (35)/10 (6) кВ или 10 (6)/0.4 кВ в зависимости от границы балансовой принадлежности с определенной выгодой для себя могут использовать централизованный, групповой, индивидуальный способ компенсации реактивной мощности или схемы, основанные на комбинации этих способов.

    На практике менеджменту предприятия приходится выбирать способ компенсации реактивной мощности, основываясь на том, что:

    Во взрывоопасных зонах допускается установка только взрывозащищенного электрооборудования, классифицируемого по ряду признаков, в том числе по наибольшей допустимой температуре поверхности (6 классов Т1-Т6 с температурой поверхности от 450 градусов Цельсия для класса Т1 до 85 градусов Цельсия для класса Т6). В то же время серийно поставляемые комплектные конденсаторные установки не имеют соответствующей взрывобезопасному оборудованию маркировки (знаков уровня взрывозащиты (2, 1, 0 и Ех), знаков вида взрывозащиты и группы/подгруппы электрооборудования, а также знака температурного класса), хотя температурные классы силовых (косинусных) конденсаторов для компенсации реактивной мощности регламентирует IEC 60831-1.

    http://www.elec.ru/articles/aspekty-kompensacii-reaktivnoj-moshnosti/

    Компенсация реактивных мощностей

    Компенсация реактивной мощности на промышленных предприятиях - картинка 24

    Параметры режимов электрических систем

    1. .12%, для гидростанций — 0,5. 1 % от мощности электростанции.

    Равенство (4) позволяет определить рабочую активную мощность системы. Располагаемая мощность генераторов Рг.расп системы несколько больше, чем рабочая мощность в режиме максимальных нагрузок Pr.max; требуется учитывать необходимость резервирования при аварийных и плановых (ремонтных) отключениях части основного оборудования электроэнергетической системы:
    Компенсация реактивной мощности на промышленных предприятиях - картинка 26
    (5)
    где
    Рг рез — мощность резерва системы, который должен быть не меньше 10% ее рабочей мощности.
    При нарушении баланса активных мощностей, например, если
    Компенсация реактивной мощности на промышленных предприятиях - картинка 27
    (6)
    происходит снижение частоты в системе.

    Баланс реактивных мощностей

    1. недостаток реактивной мощности в системе влечет за собой снижение напряжения в узлах электрических сетей и у потребителей.

    Для получения баланса реактивных мощностей вблизи основных потребителей реактивной мощности устанавливают дополнительные источники с выдаваемой реактивной мощностью QKy.
    При избытке реактивной мощности в системе, т.е.
    при
    Компенсация реактивной мощности на промышленных предприятиях - картинка 28(10)
    в элементах электрической сети возникают перетоки реактивной мощности, встречные направлению потоков активной мощности, что приводит к повышению напряжений в узлах и увеличению потерь мощности. Данный режим характерен для периода минимальных нагрузок в системе.
    Отсюда возникает задача оптимизации режима реактивной мощности в системе электроснабжения промышленного предприятия, выбора типа и мощности, а также места установки компенсирующих устройств.
    В системах электроснабжения городов с коммунально-бытовой нагрузкой компенсирующие устройства обычно не устанавливаются.
    В качестве средств компенсации реактивной мощности используются статические конденсаторы напряжением до и выше 1 кВ и синхронные двигатели.

    Исходные положения по компенсации реактивной мощности в системах электроснабжения промышленных предприятий

    При выборе средств компенсации реактивной мощности в системах электроснабжения промышленных предприятий необходимо различать две группы промышленных сетей в зависимости от состава их нагрузок:

    1. сети общего назначения с режимом прямой последовательности основной частоты 50 Гц;
    2. сети со специфическими нелинейными, несимметричными и резкопеременными нагрузками.

    Основные потребители реактивной мощности на промышленных предприятиях

    Потребление реактивной мощности асинхронными двигателями

    В настоящее время наиболее распространенное выражение реактивной нагрузки асинхронного двигателя (АД) имеет вид:
    Компенсация реактивной мощности на промышленных предприятиях - картинка 29(13)
    где
    qH0M — номинальная реактивная мощность АД, которая может быть определена по паспортным данным двигателя.
    Компенсация реактивной мощности на промышленных предприятиях - картинка 30
    (14)
    После некоторых преобразований получим выражение полной реактивной нагрузки:
    Компенсация реактивной мощности на промышленных предприятиях - картинка 31(15)
    где
    Ри„„. — номинальная полезная активная мощность на валу, указываемая на заводском щитке;
    1Н0М — номинальное фазное значение тока статора;
    lx х — ток холостого хода электродвигателя; т|ном — коэффициент полезного действия;
    К3 = р/рном — коэффициент загрузки АД по активной мощности;
    tgφnoM — коэффициент реактивной мощности, соответствующий номинальному коэффициенту мощности cosφHOM, указанному на щитке.
    Для удобства расчетов преобразуем формулу

    (16)
    где
    (17)
    Здесь UH0M — номинальное напряжение двигателя, 1х х — относительный ток холостого хода АД.
    На рис. 1 и 2 приведены зависимости коэффициентов а1 и Р1 от активной номинальной мощности Рно„ при числе пар полюсов п = 1, 2, 3, 4 для короткозамкнутых АД серии 4А.

    сит от К3 АД и определяется следующим выражением:
    Компенсация реактивной мощности на промышленных предприятиях - картинка 33
    Рис. 1. Г рафик зависимостей коэффициента а1 от активной номинальной мощности АД
    tgφ = аКз + р/К3, (18)
    На рис. 3 представлены графики зависимостей tgφAfl = /(К3) для АД различных групп мощностей.

    7. Источники реактивной мощности (компенсирующие устройства)

    На промышленных предприятиях применяют следующие компенсирующие устройства:
    Компенсация реактивной мощности на промышленных предприятиях - картинка 34
    Рис. 2. График зависимостей коэффициента от активной номинальной мощности и числа пар полюсов п АД

    1. для компенсации реактивной мощности — синхронные двигатели и параллельно включаемые батареи силовых конденсаторов;
    2. для компенсации реактивных параметров передачи — батареи силовых конденсаторов последовательного включения.

    Размещение компенсирующих устройств в системах электроснабжения промышленных предприятий

    Регулирование мощности компенсирующих устройств

    Задание питающей энергосистемой двух значений входной реактивной мощности, которые могут быть переданы предприятию в режимах наибольшей и наименьшей активных нагрузок системы, соответственно Qs1 и Оэ2 (причем Оэ2 = 0 практически во всех случаях), предопределяет необходимость регулирования потребления реактивной мощности предприятием в течение суток.
    Для регулирования потребления реактивной мощности используется автоматическое регулирование возбуждения синхронных машин и регулирование батарей конденсаторов.
    Регулирование конденсаторами реактивной мощности может вестись только ступенями путем деления батарей на части. Чем больше число таких ступеней, тем совершеннее регулирование, но тем больше затраты на установку переключателей и защитной аппаратуры. Обычно мощность батарей конденсаторов разделяется на две ступени:

    1. базовую QK 6аз, равную реактивной нагрузке предприятия в часы минимума активных нагрузок энергосистемы, включенную постоянно;
    2. регулируемую QK per = QKy — QK 6аз, включаемую в часы максимальных активных нагрузок энергосистемы.

    Ступенчатое регулирование батарей конденсаторов может производиться как вручную, так и автоматически. Автоматическое регулирование конденсаторных батарей может производиться в функции:

    1. напряжения;
    2. тока нагрузки;
    3. направления реактивной мощности относительно направления активной мощности;
    4. по времени суток.

    Компенсация реактивной мощности на промышленных предприятиях - картинка 36
    Рис. 5. Схема влияния установки компенсирующих устройств на параметры режимов электрической сети

    Поэтому на напряжении до 1 кВ для коммутации БК обычно применяют контакторы, на напряжении выше 1 кВ — воздушные, элегазовые или вакуумные выключатели. Для устранения переходных процессов при коммутации БК вместо выключателей можно использовать тиристорные ключи, которые позволяют включать конденсаторы в тот момент, когда мгновенное напряжение на конденсаторах равно напряжению сети, и отключать их, когда мгновенное значение тока в конденсаторах равно нулю.

    Влияние компенсирующих устройств на параметры режимов электрических сетей

    Компенсация реактивной мощности на промышленных предприятиях - картинка 37
    Рис. 6. Зависимости I2 = AS/ASp = fCq; tg

    Напряжение на приемном конце линии UK равно разности напряжения начала Un и потерь напряжения AUnK, т.е.:
    Компенсация реактивной мощности на промышленных предприятиях - картинка 38(34)
    Следовательно, при установке КУ напряжение в конце линии повышается. При перекомпенсации (Cq > 1) потери напряжения могут принять отрицательное значение AUnK U .

    Батареи конденсаторов в сетях с резкопеременной и вентильной нагрузкой

    Характерными резкопеременными нагрузками являются сварочные нагрузки на машиностроительных предприятиях, дуговые печи, прокатные станы и др. Главные приводы прокатных станов оснащаются регулируемыми вентильными преобразователями.
    Нагрузки с регулируемыми вентильными преобразователями характеризуются большим потреблением реактивной мощности. Резкопеременный характер потребления реактивной мощности вызывает колебания напряжения в сети.

    Компенсация реактивной мощности на промышленных предприятиях - картинка 39
    Компенсация реактивной мощности на промышленных предприятиях - картинка 40
    а)
    Рис. 7. Однолинейная схема питающей сети с конденсаторными батареями и фильтрами высших гармоник (а) и схема замещения (б)

    Управляемые вентильные преобразователи, кроме того, значительно искажают форму кривой питающего напряжения. Нагрузки дуговых печей ввиду неравномерности потребления тока по фазам могут вызывать значительную несимметрию напряжения.
    Все изложенное обусловливает принципы компенсации реактивной мощности, существенно отличающиеся от общепринятых в сетях с так называемой спокойной нагрузкой.
    Особенности компенсации реактивной мощности в сетях с резкопеременной и вентильной нагрузкой заключаются в следующем:

    1. ввиду низкого коэффициента мощности потребителей и резкопеременного характера нагрузки необходимо осуществить компенсацию как постоянной и переменной составляющей реактивной мощности. Компенсация постоянной составляющей реактивной мощности необходима для уменьшения потребления реактивной мощности от энергосистемы. Компенсация переменной составляющей реактивной мощности преследует цель уменьшения колебаний напряжения в питающей сети;
    2. ввиду быстрых изменений потребляемой реактивной мощности необходимо применение быстродействующих компенсирующих устройств, способных изменять регулируемую реактивную мощность со скоростью, соответствующей скорости наброса и сброса потребляемой реактивной мощности;
    3. ограничивается применение батарей конденсаторов для компенсации постоянной составляющей реактивной мощности в сети с резкопеременной вентильной нагрузкой. Это обусловлено наличием в сети высших гармоник тока и напряжения при работе вентильных преобразователей, которые приводят к значительным перегрузкам батарей конденсаторов;
    4. при наличии в сети высших гармоник тока и напряжения включение конденсаторов приводит к резонансным явлениям на частотах высших гармоник, что ведет к нарушению нормальной работы БК.

    Сущность явлений резонанса удобно рассмотреть на примере простой схемы электроснабжения промышленного предприятия, показанной на рис. 7. На схеме показаны три основных элемента, участвующих в резонансном процессе:

    1. питающая сеть, упрощенно представленная в схеме замещения индуктивным Хс и активным Rc сопротивлениями;

    Компенсация реактивной мощности на промышленных предприятиях - картинка 41
    Рис. 8. Однолинейная схема защиты конденсаторной батареи от высших гармоник

    1. вентильный преобразователь как источник высших гармоник с сопротивлениями Хпр и Rnp — индуктивно-активная цепь в схеме замещения;
    2. батарея конденсаторов С и RK — емкостно-активная цепь в схеме замещения.

    При отсутствии емкостных элементов (при отключении БК) частотные характеристики Хс линейны. Включение БК резко изменяет линейный характер частотной характеристики питающей сети, причем нелинейность частотной характеристики в значительной степени зависит от добротности контура, т.е. от соотношения X/R. Нелинейность частотной характеристики питающей сети объясняется тем, что при включении БК образуется параллельный LC-контур, состоящий из индуктивного сопротивления питающей сети и емкостного сопротивления конденсатора. Таким образом, изменяются частотные характеристики систем и возникают условия для возникновения резонанса на частотах, превышающих промышленную частоту 50 Гц. Вентильные преобразователи генерируют в сеть спектр гармоник, начиная с пятой, поэтому в каждом конкретном случае необходим расчет токовой нагрузки БК резонансной группой гармоник (вплоть до 59, 61, 71 гармоник).
    Батареи конденсаторов, предназначенные для компенсации реактивной мощности в сетях, питающих нелинейную нагрузку, для их нормальной работы необходимо защищать реакторами, устанавливаемыми последовательно с конденсаторами (рис. 8).

    http://leg.co.ua/stati/podstancii/kompensaciya-reaktivnyh-moschnostey.html

    Литература

    1. Тарский, А. Введение в логику и методологию дедуктивных наук / А. Тарский. — М.: [не указано], 2014. — 694 c.
    2. Рыжаков А. П. Защитник в уголовном процессе; Экзамен — М., 2013. — 480 c.
    3. Кузин, Ф.А. Делайте бизнес красиво; М.: Инфра-М, 2012. — 286 c.
    4. CD-ROM. Юридические науки. Диск 2. Шпаргалки для студентов. — Москва: РГГУ, 2013. — 418 c.
    5. Астахов Жилье. Юридическая помощь с вершины адвокатского профессионализма / Астахов, Павел. — М.: Эксмо, 2016. — 320 c.

    Добавить комментарий

    Мы в соцсетях

    Подписывайтесь на наши группы в социальных сетях