книги из ГПНТБ / Шубенко, В. А. Применение компенсирующих устройств для регулирования напряжения в электрических сетях учебное пособие

матики, а также одну или несколько ячеек с конденсаторами. Стандартные мощности комплектных конденсаторных уста­ новок 6,10 кВ для внутренней установки даны в табл. 3. Вы­ пускаются также К'КУ-6,10 кВ для наружной установки типа КУПИЛО.

Т а б л и ц а 3

Номинальная мощность комплектных конденсаторных установок 6,10 кВ

Разрабатываются ККУ 6,Ш кВ с предохранителями для индивидуальной защиты конденсаторов с новыми типами вы­ ключателей нагрузки (вакуумные, элегазовые), с автомати­ ческим дистанционным управлением и автоматическими ре­ гуляторами мощности типа АРКОН.

§4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ МОЩНОСТИ КОМПЕНСИРУЮЩИХ УСТРОЙСТВ ПРОМЫШЛЕННОГО ПРЕДПРИЯТИЯ

Вобъединенных энергосистемах синхронные генераторы электрических станций, являющиеся единственными источни­ ками активной мощности, не обеспечивают полностью потреб­ ности системы в реактивной мощности, и применение компен­ сирующих устройств необходимо для выполнения баланса реактивной мощности.

Часть реактивной мощности, необходимой системе, гене­ рируется СК, которые устанавливаются на подстанциях си­

стемы.

Основными потребителями реактивной модцности явля­ ются промышленные предприятия, получающие электроэнер­ гию через понижающие подстанции, подключенные к питаю­ щим сетям 35-ь500,»В энергетической системы. Промышлен­ ные предприятия могут иметь собственные ТЭЦ, работающие, параллельно с системой.

20

имеющихся синхронных двигателей. Возможна замена асин­ хронных двигателей на синхронные. На выпрямительных аг­ регатах можно применять специальные компенсационные схе­ мы, повышающие cos ср. Применяются другие мероприятия, повышающие естественный cos ср электроприемников и их групп. Электроприемники должны иметь наивысший достижи­ мый в данных условиях cos ср.

В некоторых случаях проектирования величина cos фйм не­ известна и мощность компенсирующих устройств определяют по нормативному cos срНоР.

О п р е д е л е н и е м о щ н о с т и к о м п е н с и р у ю щ и х у с т р о й с т в по н о р м а т и в н о м у к о э ф ф и ц и е н т у мощнос т и . В расчете используются следующие величины:

22

Мощность компенсирующих устройств, которые необходи­ мо присоединить к сети промышленного предприятия для по­ лучения COS ф110р,

Основным компенсирующим устройством, которое приме­ няется в сети промышленного предприятия, являются Б.К. По­

ность, устанавливается также необходимость и закон автома­ тического регулирования мощности БК.

Решение указанной комплексной задачи при проектирова­ нии выполняется путем технико-экономического сопоставле­ ния нескольких вариантов, возможных и приблизительно рав­ ноценных в техническом отношении, и выбора оптимального варианта, которому соответствует минимальная величина при­ веденных затрат. Последние определяются с учетом стоимости БК и потерь энергии в них, снижения потерь активной мощ­ ности и энергии в сети, влияния компенсирующих устройств на параметры и стоимость линий, трансформаторов и. других элементов сети. Компенсирующее устройство — элемент сети— и его параметры определяются совместно с параметрами дру­ гих элементов сети. Учет возможного снижения стоимости ли­ ний и трансформаторов приводит к большей величине мощно­ сти БК в данном пункте.

Местное регулирование напряжения, выполняемое авто­ матически управляемыми BJK, повышает качество напряжения у электроприемников, приближает величины напряжения к оптимальным; что может иметь стоимостное выражение., учи­ тываемое в общем случае в формуле затрат. Местным регу­ лированием напряжения с помощью БК можно изменить не­ обходимый диапазон регулирования напряжения трансформа­ торов с РИН, исключить применение линейных регуляторов и, таким образом,' уменьшить стоимость устройств регулиро­ вания напряжения. В некоторых случаях может оказаться воз­ можной установка, трансформаторов с ПБВ вместо трансфор­ маторов с-РПН.

При решении вопроса о дополнительном применении БК в ранее эксплуатируемой сети из перечисленных составляю­ щих затрат не учитывается возможное снижение стоимости

других элементов системы электроснабжения промышленного предприятия. Включение БК увеличивает пропускную способ­ ность эксплуатируемой сети.

iB случае определения издержек на возмещение потерь мощности и энергии мощность регулируемых БК и СД долж­ на быть оптимальной при любых изменяющихся реактивных нагрузках.

Не рекомендуется решение задачи компенсации реактив­ ной мощности выполнять на основании отношения прираще­ ния потерь активной мощности к вызвавшему их приращению реактивной мощности, называемому экономическим эквива­ лентом реактивной мощности, так как его величина зависит от параметров сети и режима ее работы. Для обоснованного выбора компенсирующих устройств, принимающих участие в регулировании напряжения, необходима значительная исход­ ная информация. Должны быть заданы: схема и номиналь­ ные напряжения проектируемой сети; величины, характеризу­ ющие электроприемники и их группы по пунктам сети (мак­ симальные и минимальные активные и реактивные нагрузки, желательно графики нагрузок); пункты включения; мощность и другие характеристики СД; пункты включения и парамет­ ры устройств регулирования напряжения; величины допуска­

ной мощности учитываются следующие положения. Пункты подключения СД к сети определяются местом расположения механизмов и технологических установок, для привода кото­ рых используются СД. Возможность использования СД в ка­ честве генераторов реактивной мощности зависит от наличия в ближайших пунктах сети электроприемников с отстающим потребляемым током. Не исключена возможность большей экономической целесообразности передачи реактивной мощ­ ности к электроприемникам не от СД, а от других источников (ТЭЦ завода, BiK, энергосистема).

В,К в общем случае могут распределяться по многим пунк­ там сети до 1 кВ и 6,10 кВ. На рис. 7 показана принципиаль­ ная схема сети 6,10 кВ, присоединенной к шинам главной по­ нижающей подстанции (ГПП) промышленного предприятия, и сети 380 в.

Наивысшая разгрузка сети от реактивной мощности, нан- -

24

-г-:—вг

Рис. 7. Пункты включения БК

большее снижение потерь активной энергии и повышение на­ пряжения на зажимах электроприемников и в других пунктах получаются при индивидуальной компенсации, когда БК включается на зажимах отдельных электроприемников, в ча­ стности двигателей, (пункты е, к на рис. 7). При отключении электроприемника отключается и БКПоэтому индивидуаль-

ют более значительную установленную мощность и высокий коэффициент использования. Упрощается использование БК

возможна и в том случае, если отсутствуют электроприемиики, присоединенные к этой сети непосредственно.

Технически возможно, и в некоторых случаях экономи­ чески целесообразно, присоединение БК в пунктах сети 20, 35 кВ. Регулируемые БК могут включаться на шины ПО, 220 кВ подстанций вместо СК. При этом допустимо снижение диапазона регулирования трансформаторов с РПН или заме­ на их на трансформаторы с ПБВ. При стоимости БК 4-ь7 руб/юВАр, что приблизительно в 1,5 раза дешевле удель­ ной стоимости СК, последние конкурируют с БК по экономи­

В заключение следует отметить, что способ определения мощности компенсирующих устройств, устанавливаемых в пунктах сети промышленного предприятия, по нормирован­ ной величине коэффициента мощности не учитывает конкрет­ ных условий работы энергосистемы и может давать реактив­ ные нагрузки, приводящие к технически недопустимым или неоптимальным параметрам режима питающей части систе­ мы.

§5. РЕЖИМЫ РАБОТЫ КОМПЕНСИРУЮЩИХ УСТРОЙСТВ И АВТОМАТИЧЕСКОЕ

РЕГУЛИРОВАНИЕ МОЩНОСТИ БК

Изменение реактивной мощности, потребляемой электро­ приемниками промышленного предприятия, вызывает необ­ ходимость регулирования мощности, генерируемой БК и СД.

В целом для предприятия мощность компенсирующих ус­ тройств необходимо регулировать так, чтобы получить задан­ ные энергосистемой оптимальные значения cos ср при макси­ мальных, минимальных и других напрузках и условиях. Ука­

Реактивную мощность отдельных БК и СД нужно регули-

27

1

ропать так, чтобы получить технически допустимые и по воз­ можности оптимальные напряжения на зажимах электропри­ емников и в других пунктах сети промышленного предприя­ тия, оптимальную компенсацию реактивной мощности и наи­ большее возможное снижение потерь активной мощности и энергии.

При максимальных реактивных нагрузках располагаемая мощность Б К и СД должна использоваться полностью. Рас­ четы показывают, что полная компенсация реактивной нагруз­ ки электроприемников и получение на шинах 6,10 кВ подстан­ ций предприятий cos ф= 1 нецелесообразны.

'В период минимальных нагрузок мощность, генерируемая компенсирующими устройствами, снижается. Это необходи­ мо для того, чтобы исключить недопустимое повышение на­ пряжения в сети и работу некоторых участков ее с опережа­ ющим током, увеличивающим потери активной мощности.

|Б:К, включенные в пунктах сети с приблизительно неиз­ менной реактивной нагрузкой, не имеют автоматического ре­ гулирования и включены постоянно. БК, присоединенные к зажимам электроприемников, отключаются вместе с ними. Часть БК регулируется по принципу: вся БК включена или отключена. Большая часть установленных БК и СД должна иметь автоматическое регулирование мощности, действующее при изменении реактивной нагрузки по графику.

После отключения БК напряжение в некоторых пунктах сети, близких к пунктам включения СД, может оставаться не­ допустимо высоким. В этом случае СД при минимальных на­ грузках должны работать при сниженном токе возбуждения и cos qp = 1 или с потреблением реактивной мощности. Приме­ нение последнего режима работы требует технико-экономи­

чения технически допустимых отклонений и приближения на­ пряжения к оптимальному;

2)по току нагрузки, если его изменение отражает измене­ ние реактивной нагрузки;

3)по величине cos ср;

4)по величине и направлению реактивной мощности;

5)по заданной программе в зависимости от времени суток

свозможной коррекцией по напряжению или другим электри­ ческим величинам.

28

•Наиболее целесообразно многоступенчатое регулирование мощности БК. Используется схема, обеспечивающая кратко­ временную форсировку мощности Б,К за счет повышения на­ пряжения на конденсаторах. Например, переключение схемы БК, соединенной в звезду .на треугольник, увеличивает напря­

жение в УЗ раз и мощность в 3 раза. Форсировка мощности БК действует, в основном, при к. з., которые сопровождаются значительным кратковременным снижением напряжения.

■Целесообразно применение централизованного автомати­ ческого управления мощностью компенсирующих устройств, включенных на данном крупном объекте..-Регулируемые БК могут иметь телеуправление по специальным каналам, с по­ мощью силовых кабелей, а также по телефонным кабелям. Указанные линии используются одновременно для телеизме­ рения. Возможно телеуправление БК по радио.

А в т о м а т и ч е с к и й р е г у л я т о р м о щ н о с т и БК т и п а «АРКОН». Комплектные конденсаторные установки можно снабжать регулятором типа «АРКОН», который вы­ пускается Рижским опытным заводом системы «Латвэнерго». Он осуществляет регулирование по напряжению с коррекцией по току и углу между ними, а также форсированное включе­ ние секций БК без выдержки времени при снижении напря­ жения до 0,6-f-0,8 от номинального.

Регулятор «АРКОН» состоит из командного блока и уп­ равляемого им программного блока. Командный блок в зави­ симости от величины входного сигнала с выдержкой времени 1—3 мин подает команду программному блоку на включение или отключение выключателей секций БК. Программный блок имеет набор стандартных приставок по числу секций БКПо программе возможно осуществлять переключение тремя или семью равными ступенями при наибольшем числе ступе­ ней — 15. Командный блок имеет вес 10 кг, габариты 290Х Х325Х210 мм, стоимость 300 руб; вес приставки 4. кг, габа­ риты 130X160X210 мм и стоимость 75 руб.

«АРКОЙ» обеспечивает надежную и точную работу, мо­ жет управлять БК до 1 кВ и 3-ИО кВ. Его дополнительно ус­ танавливают к ранее нерегулируемым БК.

Кроме регуляторов типа «АРКОН», комплектные конден­ саторные установки могут снабжаться регуляторами типа БРВ-1,2, действующими п,о временной программе, а также ти-,

29