3. Компенсация реактивной мощности крм

3.1 Основные потребители реактивной мощности

Основными потребителями реактивной мощности являются:

• Асинхронные двигатели АД;

• Трансформаторы;

• Все остальное (все потребители, имеющие в своем составе индуктивности - аппараты управления, содержащие катушки индуктивности).

АД

АД потребляют 70-80% всей реактивной мощности, вырабатываемой энергосистемой.

Реактивная мощность АД рассчитывается по Т-образной схеме замещения следующим образом

,

где - реактивная мощность АД,

- реактивная мощность холостого хода, которая идет на создание самого магнитного поля. определяется по следующей формуле

,

где - ток холостого хода. Он не приводится в паспортных данных, его определяют по измерениям на самом предприятии.

- коэффициент загрузки,

идет на создание потоков рассеяния. Данных для ее определения в паспорте нет.

в паспорте не задается. Задан .

.

Очень большое потребление из сети реактивной мощности, так как имеет большое значение.

Трансформаторы

Трансформаторы не потребители мощности. Они передают реактивную мощность другим потребителям.

В трансформаторе мощность теряется. Следовательно, в трансформаторе есть только потери реактивной мощности.

У трансформатора нет зазора между первой и второй обмотками. Следовательно, меньше потери мощности на рассеяние, на холостой ход.

.

Трансформаторы потребляют 20-25% реактивной мощности, так как суммарная установленная мощность трансформаторов в несколько раз превышает суммарную мощность двигателей, так как мощность несколько раз трансформируется каждый раз потери мощности.

Формула по расчету потерь мощности в трансформаторе

.

Для трансформаторов все известно в паспорте.

Мощность холостого хода

.

Мощность КЗ

.

3.2 Основные причины, по которым не выгодна передача реактивной мощности по электрической сети

Фрагмент энергосистемы (передача мощности от электростанции двигателям):

АД

P, Q

Основную часть реактивной и активной мощности вырабатывают генераторы.

Мощность передается по всем линиям.

Основными причинами, по которым не выгодна передача реактивной мощности по электрической сети, являются:

1. От передачи реактивной мощности имеются дополнительные потери активной мощности

Если P и Q соизмеримы, то удвоение потерь мощности.

2. Имеют место дополнительные потери напряжения

R<<X, а P и Q близки.

3. Передача реактивной мощности увеличивает ток в элементах сети

и увеличивает мощность, передаваемую по элементам сети

.

Это приводит при проектировании к необходимости завышать сечения линий и мощности трансформаторов, другими словами – завышать пропускную способность элементов сети.

3.3 Принцип и назначение крм. Классификация мероприятий по уменьшению потребления реактивной мощности

Принцип и назначение:

Мощность, потребляемая из сети

Ток, потребляемый из сети

.

Типовая векторная диаграмма для реальной сети выглядит следующим образом:

- до компенсации

Во всех сетях ток отстает от напряжения.

Принцип компенсации заключается в снижении потребления реактивной мощности или реактивного тока, путем включения в сеть потребителей реактивной мощности другого знака, то есть получаем:

;

,

где - мощность компенсации,

- ток компенсации.

При этом векторная диаграмма изменится:

- после компенсации

I_P.C=I_P-I_K

Индуктивная мощность – потребление реактивной мощности.

Емкостная мощность – генерация реактивной мощности.

Классификация мероприятий по уменьшению потребления реактивной мощности.

Все мероприятия по КРМ делят на две группы:

1. Мероприятия, не требующие капитальных вложений;

2. Мероприятия, связанные с капитальными затратами.

Мероприятия, не требующие капитальных затрат.

Большую роль играет снижение потерь холостого хода, так как они составляют значительную доля потерь реактивной мощности.

Их можно снизить следующим образом:

• Так как в ночные часы трансформаторы недогружены, то необходимо отключение малонагруженные трансформаторов и переключение их нагрузки на другие трансформаторы.

Это можно сделать на заводах.

• Мероприятия, связанные с двигателями:

  1. Изменение режима нагрузки двигателя.

Например, замена режима S6 режимом S1 с помощью специальных устройств.

2. Выравнивание графика нагрузки на валу двигателя.

Это технологическое мероприятие и надо в некоторых случаях менять технологический режим.

3. Правильный выбор мощности двигателя.

Коэффициент загрузки двигателя должен быть близким к 1, в крайнем случае, 0.7-1 – это оптимальная область загрузки.

Двигатель на практике всегда не догружен, его выбирают с запасом по мощности.

4. Замена не догруженного двигателя на двигатель меньшей мощности.

5. Снижение напряжения у малонагруженных двигателей.

Мероприятия, связанные с установкой специальных компенсирующих устройств, то есть связанные с капитальными вложениями.

• Применение синхронных компенсаторов СК;

• Применение батарей статических конденсаторов БСК (БК);

• Применение СД вместо АД;

• Применение бесконтактных источников реактивной мощности ИРМ (это сочетание тиристорных преобразователей и БК).