19,20. Основные причины и последствия повышенного потребления реактивной мощности в шахтных сетях.

Виды компенсации реактивной мощности с использованием конденсаторных установок, места их подключения к рудничным сетям и виды защит. Определение мощности конденсаторных установок,

Основными потребителями шахт являются АД. Которые потребляют около 80% всей реактивной мощности шахты. Номинальный коэффициент мощности cos = 0.7-0.9. При эксплуатации в подземных выработках АД и тр-ры работают с более низким cos=0.5-0.7 что увеличивает потребление реактивной мощности, потери на нагрев, обуславливая колебания напряжения и затрудняя пуск АД.

К основным причинам работы АД и тр-ров с низким коэф.мощности относятся:

1. Неполная их загрузка (При этом Qр постоянна, тогда как Ра уменьшается, что приводит к уменьшению cos)

2. Работа тр-ров и АД в условиях повышенного уровня подводимого напряжения, что приводит к увеличению намагничивающего тока и к низкому cos=0.15-0.2

3. Применение тихоходных двигателей которые обладают электромагнитными системами с повышеным потреблением реактивного тока.

4. Использование АД с фазным ротором с пусковыми реостатами, котрые также приводят к увеличению потребления реактивной мощности.

5. Некачественный ремонт АД (из-за повышеной расточки пазов для обмоток и большой обточки ротора, поэтому увеличивается воздушный зазор и увеличивается потребление реактивной мощности)

С уменьшением cos увеличивается величина потребляемого из сети тока, что приводит к увеличению потерь на нагрев, увеличению сечений проводов, увеличиваются потери напряжения (что затрудняет пуск мощных токоприемников). Работа токоприемников с повышенным потреблением тока приводит к старению изоляции, завышению мощности, увеличению габаритов, что увеличивает капитальные затраты на построение.

Повышение коэффициента мощности может осуществляться естественным или искусственным способом.

В качестве основных средств компенсации используются установки конденсаторных батарей выполненных из статических конденсаторов с предохранителями, соединенных в треугольник и погруженных в масло или синтетическую жидкость.

Qp=3ωCU _н ²*10^-3 (С в мкФ U в кВ)

Т.к. Qк.б. в квадрате зависит от подводимого напряжения, обычно КБ применяют в сетях высокого напряжения.

«+»

- Отсутствие вращающихся элемнтов

- Простота устройства, монтажа, эксплуатации

- Малый вес и занимаемая площадь

- Низкий расход энергии для выработки Qp

«-»

- Зависимость Qp от напряжения

- Повышенная чувствительность к термическому действию от кз, котрое устраняется с помощью защит от ткз.

- Отсутствие плавного регулирования

- Малый срок службы

- Отсутствие взрывозащищенного исполнения, что не позволяет применение КБ в шахтах

-Наличие остаточного заряда при отключении опасного для персонала.

Конденсаторные установки комплектуются из вводной ячейки, оборудованной коммутационной, измерительной и защитной аппаратуры и регулируемых секций с контактными выключателями.

При использовании в промышленных сетях КУ могут применяться следующие виды компенсации:

- Индивидуальная

- Групповая

- Централизованная

При индивидуальной КБ подключаются к электропотребителю обеспечивая максимальный эффект компенсации реактивной мощности, но для компенсации емкости у отдельных токоприемников требуется

большая мощность КБ котрая недостаточно используется из-за частого включения и выключения потребителя.

При групповом методе КУ устанавливают на трансформаторном пункте подключая ее к распределительным секциям НН, что позволяет разгрузить все точки выше места подключения, но не разгружаются отходящие линии.

При централизованном способе (наиболее часто применяется) КУ подключается к шинам ГПП – 6 кВ с автоматическим регулированием реактивной мощности, по напряжению, току или по суткам.

Правила безопасности допускают выполнение центральной компенсации в подземных сетях с подключением КУ к ЦПП при этом мощность КУ должна быть не долее 1000кВАр. При наличии емкостных токов более 20-30 А в подземных сетях установка КУ запрещена.

Для подключения к секциям ЦПП должны применяться КУ шкафного типа размещенные в отдельных камерах.

Высоковольтные Ку должны оборудоваться следующими видами защит:

- МТЗ на отключение без выдержки времени

- защита конденсаторов предохранителями

- от однофазных замыканий на землю с токами замыкания 20 А и более.

- от повыешния напряжения, если уровень напряжения в местах подключения КУ превышает на 10% номинал.

- от перегрузки токами высоких гармоник, при подключении к секциям тиристорных преобразователей.

При подключении ГПП к районным сетям 110-220 кВ или сетям эл.п/ст 35кВ коэффициент мощности применяют 0,93

При питании от районных п/ст 35 кВ применяют коэффициент мощности = 0,95

Коэффициент реактивной мощности: tgφ=Qp/Pa он характеризует степень потребления предприятием Qp.

Необходимая мощность КУ определяется по формуле:

Q_КБ=Р_СР.Г(tgφ1-tgφ2 ) (кВАр)

Р_ср.г.=W_а.год/T_год. (кВт) – среднегодовое потребление активной мощности по счетчику.

W_а.год­ потребление активной энергии в кВт*ч

T_год годовое количество часов. (при 2х сменах=4000, при 3х сменах=6000)

tgφ1-коэффициент реактивной мощности после компенсации

tgφ2-нормативный коэффициент реактивной мощности

Емкость КБ определяется С=Q_КБ/3ωCU _н ²