13.3. Компенсирующие устройства

Батареи статических конденсаторов (БК) могут работать лишь как источ­ники реактивной мощности. Они 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:

422

Глава 13. Компенсация реактивной мощности

Q_K& = lX = ^-=U„²(0C, Q_CY =

'иУ

\4lj

Х_к = ¹-и²_л(оС,

(13.26)

где С/ — линейное напряжение сети; С — емкость трех фаз батарей; со — уг­ловая частота.

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 (рис. 13.7):

1. Индивидуальная — с присоединением конденсаторов наглухо к зажимам электроприемника (рис. 13.7, а). В этом случае от реактивных токов разгру­жается вся сеть системы электроснабжения. Этот вид компенсации применя-

0,4 кВ

ПР(ШР)

610 кВ_ ГПП (РП)

610 кВ

ГПП (РП)

_{до 6 6}

Рис. 13.7. Способы компенсации реактив­ной мощности в сетях промышленных пред­приятий:

а — индивидуальная; б — групповая; в — централизованная

13.3. Компенсирующие устройства

423

ется чаще всего на напряжении до 1000 В и обладает существенным недостат­ком — неполно используются конденсаторы в связи с их отключением при от­ключении электроприемника;

2. Групповая — с присоединением конденсаторов к распределительным пунктам сети (шкафы, шинопроводы) (рис. 13.7, б). В этом случае распреде­ лительная сеть до электроприемников 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 (рис. 13.7, в). При подключении БК на шины 0,38 кВ разгружа­ ются 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 электроприемников; 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 (РМ регулиру­ется ступенчато).

В качестве источников РМ широкое применение находят статистические тиристорные компенсаторы (СТК), которые могут работать по принципу пря­мой или косвенной компенсации.

Прямая компенсация предусматривает генерирование реактивной мощно­сти статическим компенсатором. Различают ступенчатое и плавное регулиро­вание реактивной мощности. В первом случае различное количество секций БК подключают с помощью тиристорных ключей. Во втором случае исполь­зуются преобразователи частоты, преобразователи с искусственной коммута­цией тиристоров.

При ступенчатом регулировании по мере увеличения потребления нагруз­кой реактивной мощности необходимое количество БК подключается тирис-торными ключами (рис. 13.8). С увеличением числа ступеней БК регулирова­ние реактивной мощности становится более плавным.

Для снижения тока переходного процесса при подключении очередной ступени компенсатора ее включение осуществляется при равенстве напряже­ний на БК и сети. При этом в момент включения секции напряжение сети равно своему амплитудному значению, что соответствует переходу через нуль тока конденсатора. Этот способ уменьшения переходного процесса требует предварительной зарядки конденсаторов. Тиристорный ключ в отключенном состоянии находится под действием удвоенного амплитудного напряжения сети, вследствие чего расчетная мощность тиристоров увеличивается в два ра-

424