№30: Компенсация реактивной мощности в сетях 6, 10 кВ. Сравнительная характеристика источников реактивной мощности.

Конденсаторные батареи

Наибольшее распространение на промышленных предприятиях имеют конденсаторы (КБ)-крупные (в отличие от конденсаторов радиотехники) специальные устройства, предназначенные для выработки реактивной ёмкостной мощности . Конденсаторы изготовляют на напряжение 220, 380, 660, 6300 и 10500 В в однофазном и трёхфазном исполнении для внутренней и наружной установки. Они бывают масляные (КМ) и совтоловые (КС). Диэлектрическая проницаемость совтола примерно вдвое больше, чем масла. Однако отрицательная допустимая температура составляет - 10 С для совтоловых конденсаторов, в то время как масляные могут работать при температуре -40 С. Широкое применение конденсаторов для компенсации реактивной мощности объясняется их значительными преимуществами по сравнению с другими видами КУ: незначительные удельные потери активной мощности до 0,005 кВт/квар, отсутствие вращающихся частей, простота монтажа и эксплуатации, относительно невысокая стоимость, малая масса, отсутствие шума во время работы, возможность установки около отдельных групп ЭП и т.д. Недостатки конденсаторных батарей: пожароопасность, наличие остаточного заряда, повышающего опасность при обслуживании; чувствительность к перенапряжениям и толчкам тока; возможность только ступенчатого, а не плавного регулирования мощности. Конденсаторы, как правило, собираются в батареи (КБ) и выпускаются заводами электротехнической промышленности в виде комплектных компенсирующих устройств (ККУ).

Синхронные двигатели.

Из курса «Электрические машины» известно, что при увеличении тока возбуждения выше номинального значения синхронные двигатели (СД) могут вырабатывать реактивную мощность, следовательно, их можно использовать как средство компенсации реактивной мощности. Главным отличием СД от АД является то, что магнитное поле, необходимое для действия СД, создаётся в основном от отдельного источника постоянного тока (возбудителя). Вследствие этого СД в нормальном режиме (при ) почти не потребляет из сети реактивной мощности, необходимой для создания главного магнитного потока, а в режиме перевозбуждения, т.е. при работе с опережающим коэффициентом мощности, может генерировать ёмкостную мощность в сеть. Преимуществом СД, используемым для компенсации реактивной мощности, по сравнению с КБ является возможность плавного регулирования генерируемой реактивной мощности. Недостатком является то, что активные потери на генерирование реактивной мощности для СД больше, чем для КБ, так как зависят от квадрата генерируемой мощности СД. Как правило, в системах электроснабжения промышленных предприятий КБ компенсируют реактивную мощность базисной (основной) части графиков нагрузок, а СД снижают, главным образом, пики нагрузок графика.

Синхронные компенсаторы.

Разновидностью СД являются синхронные компенсаторы (СК), которые представляют собой СД облегчённой конструкции без нагрузки на валу. В настоящее время выпускается СК мощностью выше 5000 квар; они имеют ограниченное применение в сетях промышленных предприятий и лишь в ряде случаев используются для улучшения показателей качества напряжения у мощных ЭП с резкопеременной ударной нагрузкой (дуговые печи, прокатные станы и т.п.). В сетях с резкопеременной ударной нагрузкой на напряжении 6-10 кВ рекомендуется применение не конденсаторных батарей, а специальных быстродействующих источников реактивной мощности (ИРМ), Которые должны устанавливаться вблизи таких ЭП. Регулирование индуктивности осуществляется тиристорными группами VS, управляющие электроды которых подсоединены к схеме управления. Достоинствами статических ИРМ является отсутствие вращающихся частей, относительная плавность регулирования реактивной мощности, выдаваемой в сеть, возможность трёх- и четырёхкратной перегрузки по реактивной мощности. К недостаткам относится появление высших гармоник, которые могут возникнуть при глубоком регулировании реактивной мощности.

31 Способы снижения потерь

1. Компенсация реактивной мощности (крм)

– с применением БСК в РЭС на номинальном напряжении 0,4 кВ

– с применением БСК в РЭС на номинальном напряжении 10(6) кВ (высоковольтная компенсация).

КРМ обеспечивает:

– разгрузку электрических сетей

– оказывает позитивное влияние на качество ЭЭ (фильтрация гармоник и стабилизация уровней напряжения;

– при сильном влиянии на параметры сети искажающих электроприемников следует применять фильтрокомпенсирующие устройства или учитывать реальные уровни напряжения при выборе номинального напряжения конденсаторов.

Очевидно, что устройства КРМ должны обеспечивать свою окупаемость в приемлемые сроки за счет достигаемого результирующего эффекта.

2. Снижение технических потерь электроэнергии в распределительных сетях номинального напряжения 10-0,4 кВ

В последние 10-15 лет измененилась структура потребления в сторону коммунально-бытового сектора, что привело к высокой загрузке большого количества распределительных линий и трансформаторов. В результате происходит резкое снижение надежности электроснабжения и качества ЭЭ и столь же резкое увеличение технических потерь ЭЭ.

Кардинального снижения технических потерь ЭЭ можно достигнуть только путем сетевого строительства, которое, в свою очередь, требует огромных капиталовложений. Тем не менее проведение традиционных мероприятий является необходимым.

3. Оптимизация уровней напряжения

Расчетная модель должна, помимо зависимости потерь в линиях и трансформаторах от уровней напряжения, учитывать статические характеристики нагрузок по напряжению. Регулирование напряжения под нагрузкой возможно только для автотрансформаторов и трансформаторов номинального напряжения 220 кВ и выше, частично - для трансформаторов 110 кВ и частично - 35 кВ. Для трансформаторов 10(6)-0,4 кВ не представляется возможным регулировать напряжение под нагрузкой в силу отсутствия РПН.

4. Оптимизация электрических режимов по реактивной мощности

Оптимизация режимов по реактивной мощности подразумевает проведение единого расчета, определяющего оптимальные (с точки зрения минимизации потерь) величины выдачи (поглощения) реактивной мощности ее источниками (потребителями) и уровней напряжения. Данный механизм очень эффективен, однако его реализация представляется в настоящее время проблематичной, поскольку региональные электростанции, блок-станции и электрические сети принадлежат разным собственникам.

5. Выравнивание графиков нагрузки и крм потребителей

Выравнивание графиков нагрузки потребителей - действенный механизм снижения технических потерь в распределительных сетях. Для успешного примененения данного мероприятия необходимо отработать формы взаимодействия между сетевыми компаниями и предприятиями, включающие соответствующие стимулы для потребителей

+ + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + +

Существенное снижение потерь электроэнергии может дать выполнение некоторых профилактических работ под напряжением без их отключения, т.к. любой ремонтный режим, как правило, увеличивает потери в сети по сравнению с нормальным режимом [6].

Потери электроэнергии в трансформаторах значительны и их необходимо снижать до возможного минимума путем:

- правильного выбора мощности и числа трансформаторов;

- рационального режима их работы;

- исключения холостых ходов при малых нагрузках.