Вибір, розміщення, режими роботи компенсуючих пристроїв.
Вибір компенсуючих пристроїв:
Вибір компенсуючих пристроїв здійснюється на основі техніко-економічного порівняння варіантів. Серед технічно прийнятних варіантів економічно доцільним буде той, який забезпечує мінімум розрахункових затрат:
(13)
Як показали розрахунки, при необхідній потужності компенсуючого пристрою менше 5000 кВАр при напрузі 6 кВ і 10000 кВАр при напрузі 10 кВ економічно доцільним є встановлення конденсаторів. Якщо необхідна потужність компенсуючого пристрою більша за вказані величини, то необхідно здійснювати техніко-економічні розрахунки, враховуючи графік споживання реактивного навантаження і вимог енергосистеми з метою виявлення ефективності застосування синхронних компенсаторів.
Розміщення компенсуючих пристроїв:
Після попереднього орієнтувального визначення необхідної потужності і вибору типів компенсуючих пристроїв виникає задача оптимального розподілу їх в мережі електропостачання підприємства. Від вибору місця встановлення компенсуючого пристрою залежить вартість і величина втрат електричної енергії.
Оптимальному розміщенню компенсуючих установок відповідає технічно прийнятний варіант з мінімальними розрахунковими затратами. Для попереднього орієнтування при питанні про техніко-економічне обумовлення розміщення компенсуючих пристроїв слід користуватись наступними положеннями з Керувальних вказівок (Руководящие указания):
На підприємствах, в яких наявні силові мережі напругою 0,66 кВ, як правило повинні встановлюватись конденсатори на напругу 0,66 кВ. Якщо на цих підприємствах наявні асинхронні двигуни високої напруги, то для компенсації їх реактивних навантажень доцільне встановлення конденсаторів на напругу 6-10 кВ.
На підприємствах, на яких наявні мережі 0,38 кВ, найбільш вигідним може бути встановлення конденсаторів 0,38 і 6–10 кВ, або встановлення конденсаторів тільки 0,38 кВ. Вибір варіанту встановлення здійснюється на основі техніко-економічних розрахунків і співставлень.
На підприємствах, що мають наявні мережі 0,22 кВ, допускається встановлення конденсаторів на напругу 0,22 кВ, якщо коефіцієнт потужності на стороні 0,22 кВ менший 0,7. При коефіцієнті потужності вище 0,7 необхідно встановлювати конденсатори 6-10 кВ.
Конденсатори 0,22-0,5 кВ повинні встановлюватись згідно вимог пожежної безпеки біля групових щитків, так як централізоване встановлення конденсаторів на трансформаторних підстанціях, як правило менш доцільне.
Потужність батареї конденсаторів, що встановлюються біля групового щитка, рекомендується приймати не менше 30 кВАр для зменшення зростання витрат на відключаючу апаратуру, вимірювальні прилади і шафу для встановлення.
Режими роботи компенсуючих пристроїв:
При підвищенні коефіцієнта потужності до величини 0,92-0,95 великого значення набуває питання про графік споживання реактивної потужності. З графіків навантажень підприємств, видно, що хоча зниження активного навантаження не веде за собою такого ж зниження реактивного навантаження, тим не менше величина реактивного навантаження значно коливається. В результаті таких коливань, може мати місце, особливо при компенсації за рахунок додаткових компенсуючих пристроїв, “перекомпенсація”, тобто збільшення струму за рахунок від’ємного зсуву фаз між струмом і напругою (випередження струмом напруги). Це викликає також втрати, як і при додатному зсуві фаз (відставанні струму від напруги).
Якщо засобами штучної компенсації є синхронний компенсатор чи синхронні двигуни, що працюють в ємнісному режимі з перезбудженням, то ця задача вирішується досить просто за рахунок плавного регулювання реактивної потужності, що виробляється. Але синхронні компенсатори, як правило, на підприємствах не встановлюються. Основними засобами компенсації на підприємствах є батареї конденсаторів і перезбуджені синхронні двигуни.
Регулювання потужності, що генерується конденсаторами може вестись тільки ступенями, шляхом ділення батарей на частини. Чим більша кількість таких частин, тим досконаліше регулювання, але і тим більші капітальні вкладення на встановлення перемикачів і захисної апаратури.
Ступінчате регулювання компенсуючих пристроїв має суттєві недоліки:
можливість роботи на протязі деякого часу по графіку з недостатньою чи надлишковою компенсацією реактивної потужності;
подорожчання компенсуючої установки за рахунок збільшення капітальних вкладень на встановлення додаткової відключаючої апаратури (вимикач, роз’єднувач, трансформатори струму і т. ін.);
Керувальними вказівками з компенсації реактивної потужності рекомендується на окремий вимикач приєднувати потужність батарей конденсаторів не менше 400 кВАр і не встановлювати на напругу 6-10 кВ батареї конденсаторів потужністю менше 100 кВАр. Ці вказівки обумовлені техніко-економічною доцільністю встановлення компенсуючих пристроїв. Виходячи з цих міркувань, можна рахувати, що ділити батареї конденсаторів на напругу 6-10 кВ на частини менше 400 кВАр не доцільно.
Ступінчате регулювання батарей конденсаторів може здійснюватись як вручну, так і автоматично. При наявності на підстанції постійного чергового персоналу чи телемеханічного керування в системі електропостачання автоматизація цього процесу не має суттєвих переваг. На підстанціях, що не мають постійного обслуговуючого персоналу, автоматизація ввімкнення і вимкнення батарей конденсаторів є необхідним. Автоматичне регулювання конденсаторних батарей може здійснюватись як функція: 1) напруги; 2) струму навантаження; 3) напряму реактивної потужності; 4) за часом доби (режим роботи повинен бути попередньо вивчений).