109. Устройства компенсации реактивной мощности

Источники реактивной мощности:

– синхронные двигатели.

Широко применяются для приводов насосов, вентиляторов, компрессоров и т.д. Такие СД выпускаются с номинальными опережающими cosφ = 0,9 и могут длительно работать в режиме перевозбуждения, т. е. генерации РМ. Техническая возможность использования СД в качестве источника РМ ограничивается максимальной РМ, которую он может генерировать без нарушения условий допустимого нагрева обмоток и железных частей ротора и статора. Она называется располагаемой РМ СД. Чем ниже значение номинальной мощности и частоты вращения СД, тем больше потери в СД на генерацию РМ.

Достоинство СД как ИРМ – возможность плавного регулирования выдаваемой им РМ.

– синхронные компенсаторы.

Синхронные компенсаторы используются при Q_ку > 10 Мвар

– батареи статических компенсаторов (БСК).

Могут работать лишь как источники РМ. Выпускаются на различные номинальные напряжения и мощности. БК на напряжение до 1000 В обычно включаются по схеме треугольника, так как при этом к конденсатору приложено линейное напряжение и в три раза увеличивается реактивная мощность по сравнению с соединением в звезду.

Размещение конденсаторов в сетях до и выше 1000 В должно удовлетворять условию наибольшего снижения потерь активной мощности от реактивных нагрузок. При этом возможны следующие виды компенсации:

1. Индивидуальная – с присоединением конденсаторов наглухо к зажимам электроприёмника. В этом случае от реактивных токов разгружается вся сеть системы электроснабжения. Этот вид компенсации применяется чаще всего на напряжении до 1000 В и обладает существенным недостатком – неполно используются конденсаторы в связи с их отключением при отключении электроприёмника;

2. Групповая – с присоединением конденсаторов к распределительным пунктам сети (шкафы, шинопроводы). В этом случае распределительная сеть до электроприёмников не разгружается от протекания РМ, но эффективнее используется БК;

3. Централизованная – с подключением БК на шины 0,38 и (или) 6-10 кВ РП или ГПП. При подключении БК на шины 0,38 кВ разгружаются только цеховые трансформаторы и вышележащая часть сети.

Достоинства БК:

1. Малые удельные потери активной мощности (0,0025-0,005 Вт/вар);

2. Простота производства монтажных работ (малые габариты, масса, отсутствие фундаментов);

3. Простота эксплуатации (ввиду отсутствия вращающихся и трущихся частей);

4. Возможность их установки в центре реактивных нагрузок или около электроприёмников;

5. Для установки конденсаторов может быть использовано любое сухое помещение;

6. Возможность постепенного увеличения мощности БК.

Недостатки БК:

1. Зависимость генерируемой РМ от напряжения;

2. Недостаточная прочность, особенно при КЗ и перенапряжениях;

3. Малый срок службы;

4. Пожароопасность;

5. Наличие остаточного заряда;

6. Перегрев при повышении напряжения и наличии в сети высших гармоник, ведущих к повреждению конденсаторов;

7. Сложность регулирования РМ (ступенчато).

– статические тиристорные компенсаторы.

Работают по принципу прямой или косвенной компенсации. Прямая компенсация предусматривает генерирование РМ статическим компенсатором. Различают ступенчатое и плавное регулирование. В первом случае различное количество секций БК подключают с помощью тиристорных ключей. Во втором случае используются:

- преобразователи частоты (непосредственные преобразователи частоты (НПЧ). Такой компенсатор представляет собой нерегулируемый генератор высокой частоты (ГВЧ), включенный через НПЧ. В зависимости от соотношения напряжений сети и напряжений на выходе НПЧ компенсатор может генерировать или потреблять РМ. При этом от ГВЧ РМ в любом случае потребляется.);

- преобразователи с искусственной коммутацией тиристоров. (Такой компенсатор представляет собой параллельное соединение двух трёхфазных преобразователей. Изменение знака угла управления тиристоров достигнуто искусственной коммутацией тока в вентильных контурах напряжениями коммутирующих конденсаторов, а не напряжением сети.)

Косвенная компенсация РМ заключается в том, что параллельно нагрузке включается стабилизатор РМ, обеспечивающий неизменную величину суммарной РМ, которая компенсируется с помощью БК.

Статические источники реактивной мощности применяются на предприятиях черной и цветной металлургии, где использование БСК затруднительно из-за перегрузки их высшими гармониками.