37.Компенсация реактивной мощности с использованием статических конденсаторов.
Конденсаторные батареи (БК), это наиболее широко применяемые ИРМ, особенно в системах электроснабжения промышленных предприятий.
Из всех БК 20 % установлены в электрических сетях энергосистем, а 80 % - в системах электроснабжения промышленных предприятий.
При схеме соединения конденсаторов в треугольник мощность трехфазной батареи:
где U - линейное напряжение на зажимах батареи, В; ω=314 - угловая частота напряжения в сети; СБК - суммарная по всем трем фазам емкость конденсаторов, соединенных в треугольник и образующих БК, Ф.
Положительные особенности БК как источника реактивной мощности (по сравнению с СД):
1) в формуле расчетных затрат для БК третья составляющая 32 = 0, т.е. нет потерь, зависимых от квадрата вырабатываемой мощности, при этом величина удельных потерь на выработку 1 квар реактивной мощности почти на порядок меньше, чем для синхронных машин;
2) БК не имеют вращающихся частей и поэтому не требуют фундаментов, решения вопросов звукоизоляции и виброзащиты;
3) БК имеют малые габариты и вес, что обеспечивает возможность их установки не только в электротехнических помещениях, но и в производственных среди технологического оборудования;
4) при необходимости иметь регулирование мощности БК они выполняются многоступенчатыми и, как правило, должны оснащаться автоматическими регуляторами;
Недостатки БК:
1) Мощность БК зависит от квадрата напряжения, что негативно сказывается на стабилизации напряжения в узлах сети при дефиците реактивной мощности в сети. Данный недостаток компенсируется многоступенчатым регулируемых Q БК включением дополнительных ступеней;
2) В режиме минимальных нагрузок мощность БК может оказаться больше реактивной мощности нагрузки и возможен нежелательный режим перекомпенсации, что может привести недопустимо большому повышениюю напряжение U;
3) В режиме перекомпенсации увеличив потери мощности в сети;
4) При повышенном напряжении возможна перегрузка БК, вызывающая ее перегрев и сокращение срока службы;
5) при несинусоидальности напряжения в сети БК могут перегружаться токами высших гармоник вплоть до возникновения резонанса токов, что делает работу БК невозможной.
41.Статистические тиристорные компенсаторы (стк).
В качестве источников РМ широкое применение находят статистические тиристорные компенсаторы (СТК), которые могут работать по принципу прямой или косвенной компенсации.
1. Прямая компенсация предусматривает генерирование реактивной мощности статическим компенсатором. При этом, различают ступенчатое и плавное регулирование реактивной мощности
2. Косвенная компенсация реактивной мощности заключается в том, что параллельно нагрузке включается стабилизатор реактивной мощности, обеспечивающий неизменную величину суммарной реактивной мощности
При ступенчатом регулировании реактивной мощности различное количество секций БК подключают с помощью тиристорных ключей.
Для плавного регулирования используются непосредственные преобразователи частоты (НПЧ), преобразователи с искусственной коммутацией тиристоров.
При ступенчатом регулировании по мере увеличения потребления нагрузкой реактивной мощности необходимое количество БК подключается тиристорными ключами. С увеличением числа ступеней БК регулирование реактивной мощности становится более плавным.
Для ограничения бросков тока тиристор следует открывать в тот момент времени, когда мгновенное значение напряжения сети и на КБ равны или близки. А для ограничения перенапряжений при отключении КБ тиристор следует закрывать при переходе тока в нем через нулевое значение.
Для плавного регулирования реактивной мощности применяются непосредственные преобразователи частоты (НПЧ). Такой компенсатор представляет собой нерегулируемый генератор высокой частоты, включенный через НПЧ.
В зависимости от соотношения напряжений сети иа, иь, ис и напряжений на выходе НПЧ иа1, иь1, ис1 компенсатор может ген-ать или потреблять реактивную мощность. При этом от генератора высокой частоты реактивная мощность в любом случае потребляется.