3. Средства компенсации реактивной мощности

К техническим средствам компенсации Q относятся:

• конденсаторные батареи (КБ);

• синхронные двигатели (СД);

• синхронные компенсаторы (СК);

• вентильные статические источники реактивной мощности (ИРМ).

Наибольшее распространение на предприятиях имеют КБ. Они изготавливаются на напряжения 220, 380, 660, 6300 и 10500 В в однофазном и трехфазном исполнении, для внутренней и наружной установки.

Преимущества КБ:

• малые удельные потери до 0,005 кВт/квар;

• отсутствие вращающихся частей;

• простота монтажа и эксплуатации;

• относительная малая стоимость;

• возможность установки около отдельных групп ЭП.

Недостатки КБ:

• пожароопасность;

• наличие остаточного заряда, повышающего опасность при обслуживании;

• чувствительность к перенапряжениям и толчкам тока;

• возможность только ступенчатого, а не плавкого регулирования мощности.

Удельная стоимость КБ высокого напряжения на 1 квар вырабатываемой Q меньше, чем у КБ низкого напряжения, но последняя проще и надежнее в эксплуатации.

КБ изготавливают из определенного числа конденсаторов, которые в зависимости от напряжения и требуемой Q соединяют между собой параллельно - последовательно. Комплектные КБ имеют встроенные разрядные сопротивления для снятия остаточного напряжения при отключении КБ от сети (рис. 2.7).

В качестве разрядного сопротивления могут использоваться лампы накаливания или два однофазных трансформатора напряжения.

Другой вид КУ – СД.

При увеличении тока возбуждения выше номинального значения СД могут вырабатывать Q. СД рассчитаны на опережающий и при номинальной активной нагрузке Р_HOM и U_HOM могут вырабатывать номинальную реактивную мощность:

.

Основным преимуществом СД по сравнению с КБ является возможность плавного регулирования генерируемой Q_C.

Недостатком является то, что активные потери на генерирование Q для СД больше, чем для КБ, так как зависят от квадрата генерируемой Q СД.

Как правило, в СЭС промпредприятий КБ компенсируют Q основной части графика нагрузок, а СД снижают, главным образом, пики нагрузок графика, реактивных нагрузок.

Разновидностью СД являются СК, которые представляют собой СД облегченной конструкции, без нагрузки на валу. Выпускаются СК мощностью выше 5000 квар и имеют ограниченное применение в сетях промпредприятий.

В сетях с резкопеременной нагрузкой на напряжении 6 – 10 кВ рекомендуется применение ИРМ, которые устанавливаются вблизи таких ЭП. В состав ИРМ входят нерегулируемые емкости и регулируемые с помощью тиристорных ключей индуктивности.

Достоинством ИРМ являются отсутствие вращающихся частей, относительная плавность регулирования Q_С, выдаваемой в сеть, возможность трех- и четырехкратной перегрузки по Q.

Недостаток ИРМ – возможность появления высших гармоник в сети при их работе.

[3,с.119-121]

3. Выбор ку и их размещение

Расчет и выбор КУ производится на основании договора с ЭС и в соответствии с «Руководящими указаниями по компенсации».

Необходимая мощность КУ определяется с учетом наибольшей Q_Э, которая может быть передана ЭС предприятию. В общем виде должно соблюдаться условие:

, ( )

где Q_Р – расчетная, нагрузка предприятия; Q_К – реактивная мощность, которую надо скомпенсировать на предприятии.

ЭС задаются значением Q_Э1 – реактивной мощности, выдаваемой ЭС предприятию в течение получаса в период максимальных активных нагрузок ЭС и Q_Э2 – средней Q, передаваемой из ЭС или генерируемой в ЭС в период ее наименьшей нагрузки. С учетом этого выражение ( ) приобретает вид:

Q_Кmax=Q_pmax – Q_э1;

Q_Кmin=Q_pmin – Q_э2,

где Q_Кmax и Q_Кmin – необходимая мощность КУ в режиме максимальных и минимальных нагрузок ЭС; Q_pmax и Q_pmin – расчетная Q предприятия в режиме максимальных и минимальных нагрузок.

Выбор мощности КУ и распределение их по сетям промпредприятий производятся на основании технико-экономических расчетов.

Источником Q напряжения 6 – 10 кВ более экономичные, чем Q источники Q на напряжении до 1кВ. Но передача Q из сети 6 – 10 кВ в сеть до 1кВ может привести к увеличению числа трансформаторов на ТП и к увеличению потерь ЭЭ в линиях и трансформаторах.

Размещение КБ в сетях должно удовлетворять условию наибольшего снижения от реактивных нагрузок. Возможна компенсация:

• индивидуальная – с размещением КБ непосредственно у ЭП. При этом разгружается от Q вся сеть СЭС. Недостаток – неполное использование установленной мощности КБ;

• групповая – у силовых шкафов в цехах;

• централизованная – с подключением на шины 0,4, 6 – 10 кВ п/ст.

Для более экономичного использования КУ некоторые из них оборудуются устройствами автоматического или ручного управления, регулирующими мощность КУ. Это исключает перекомпенсацию Q, которая может вызвать повышение напряжения в сети и увеличить потери ЭЭ. К таким устройствам относятся устройство автоматического регулирования возбуждения СД. КБ мощностью более 150 квар должны быть снабжены регуляторами Q. Это достигается за счет деления всей мощности КБ на отдельные (не более 3 – 4) секций. Чаще всего применяется автоматическое регулирование реактивной мощности КБ по времени суток, по уровню напряжения в сети, по уровню потребляемой из сети Q.

[3,с.122-134]