Конденсаторные установки компенсации реактивной мощности

02.10.2024 Olga 0 Comments

Конденсаторные установки компенсации реактивной мощности

Все типы конденсаторных установок для компенсации реактивной мощности необходимы для стабилизации работы электросети и снижения возможных потерь энергии. Устройство включает в себя статическую конденсаторную батарею (SCB). Каждый BSC состоит из косинусоидальных конденсаторов, соединенных параллельно звездой или треугольником. Аккумулятор оснащен токоограничивающим реактором, который необходим для регулирования тока при его включении. Для защиты используйте головные выключатели или трансформаторы напряжения.

Благодаря этому процессу можно значительно снизить следующие нагрузки:

электрический провод;
распределительное устройство;
трансформатор.

За счет уменьшения резистивных искажений формы сигнала улучшается качество электроэнергии конечного пользователя и срок службы всего оборудования. Но откуда берутся нарушения в электроснабжении и где их нужно компенсировать?

Содержание

Общие вопросы теории

Во всех крупных электросетях встречаются два типа сопротивления:

Активные – например, в лампах накаливания, электронагревателях;
Индукторы – используются в электродвигателях, распределительных трансформаторах, сварочном оборудовании, люминесцентных лампах.

Общая вырабатываемая мощность учитывает обе нагрузки. На изображении ниже эта зависимость показана более подробно.

Как определить коэффициент мощности

Когда напряжение становится отрицательным, а ток – положительным (или наоборот), происходит фазовый сдвиг тока. В этот момент мощность течет в направлении, противоположном генератору, хотя она должна течь к нагрузке. В этом случае электрическая энергия колеблется между нагрузкой и генератором, а не движется по сети. Мощность, вырабатываемая в этом процессе, называется реактивной мощностью. Эта энергия создает магнитное поле, которое также создает дополнительную нагрузку на силовое поле.

чтобы установить полную мощность сети, необходимо выявить две составляющие: активную и реактивную мощность. Это значение рассчитывается из коэффициента мощности или коэффициента, то есть cosφ – косинуса угла между кривыми активной и реактивной составляющей.

Активная мощность используется для преобразования в тепловую энергию, механическую энергию и другие полезные формы энергии. Реактивная мощность для этих целей не подходит, но без нее была бы невозможна работа трансформаторов, генераторов и другого оборудования, работающего на свойствах электромагнитных полей. Электроснабжающая организация обеспечивает только активные нагрузки, поскольку реактивное сопротивление обеспечивает:

Увеличить мощность устройства за счет снижения пропускной способности;
Увеличение активных потерь;
Напряжение падает из-за присутствия реактивных составляющих.

Особенности установки компенсационного оборудования

Реактивную часть удобнее всего генерировать непосредственно у потребителя, иначе пользователю придется дважды платить за электроэнергию. Первый раз используется для питания активной части, а второй раз используется для питания реактивной части. Кроме того, для этого двойного источника питания потребуется дополнительное оборудование. Чтобы избежать такой ситуации, используется конденсаторное устройство компенсации реактивной мощности.

Важно! Установка компенсации реактивной мощности (RPC) дает больше, чем просто экономию энергии. Потенциал энергосбережения российских промышленных предприятий составляет лишь 13-15% от общего потребления.

Устройство компенсации составляющей реактивной мощности

потребление электроэнергии предприятиями постоянно меняется, то есть cosφ может увеличиваться или уменьшаться. Следовательно, чем выше коэффициент мощности, тем выше активная составляющая и наоборот. Для регулирования этого процесса необходимы конденсаторные установки, способные компенсировать реактивные составляющие.

Конденсаторы, входящие в состав этого компенсационного устройства, поддерживают значение напряжения на заданном уровне. В отличие от катушки индуктивности ток в конденсаторе действует опережающим образом. Таким образом, конденсатор действует как фазосдвигающее устройство.

все конденсаторные устройства, используемые для компенсации реактивной мощности, делятся на регулируемые и нерегулируемые типы. Основным недостатком последнего является то, что при значительных изменениях нагрузки и коэффициента мощности может возникнуть сверхкомпенсация. Если есть вероятность, что в схеме значительно увеличится cosφ, не рекомендуется использовать нерегулируемый ККМ.

Контролируемые устройства способны работать в динамическом режиме, осуществляя мониторинг и отслеживание показаний для дальнейшего анализа. Контроллер, входящий в состав устройства, отслеживает и рассчитывает на месте несколько показателей:

Видео: Конденсаторная установка УКРМ 0,4

Уровни реактивной нагрузки во внешних цепях;
Определить существующий коэффициент мощности;
Сравнивает коэффициент с указанным значением.

Если полученное значение отличается от нормативного, регулятор подключает или отключает определенные конденсаторы, содержащиеся в компенсаторном устройстве. Данное устройство позволяет осуществлять комплексный контроль уровня электропитания на предприятиях с большим количеством оборудования различного назначения. Это особенно важно, если сложно точно отследить, как изменяются реактивные компоненты в сети. Общий принцип компенсации позволяет не устанавливать для каждого устройства с реактивной составляющей отдельное устройство.

Эффективность применения конденсаторных установок

хотя для улучшения качества электроснабжения удобнее всего компенсировать реактивную составляющую непосредственно у потребителя, первые устройства применялись на подстанциях. Это позволяет снизить нагрузку на сеть и сэкономить от 10% до 20% энергии. Поэтому на подстанции 0,4кВ пользователь переключается с фазы перегрузки на фазу недогрузки.

Централизованный KRM для отдельных лиц и групп

Для непромышленных пользователей качественно выровнять фазу, используя только один конденсаторный блок, практически невозможно. Особенно это актуально для жилых домов с однофазной нагрузкой. Здесь каждая фаза компенсируется и используются дополнительные фильтры, мощность которых может изменяться автоматически.

номинальные напряжения конденсаторных батарей могут сильно различаться. На подстанции используется высоковольтное оборудование напряжением 6, 10 и 35 кВ. Устройства низкого напряжения 0,4-0,66 кВ применяют непосредственно на нагрузке. Низковольтное оборудование благодаря своему высокому быстродействию может стабилизировать не только постоянную реактивную мощность, но и прерывистую реактивную мощность.

Вообще говоря, компенсация реактивной мощности состоит из 2 этапов:

Централизованный контроль качества посредством выравнивания фаз и фильтрации тока подстанции (грубая компенсация;
Индивидуальная компенсация промышленных предприятий, их различных отраслей и мелких потребителей (владельцев квартир и частных домов). Во время этого рабочего процесса устройство компенсации реактивной мощности снижает потери энергии, гарантируя, что ток имеет синусоидальную форму.

Раньше вопросы энергосбережения мелких потребителей практически не рассматривались. Считается, что составляющие реактивной мощности влияют только на работу крупных предприятий, использующих индукционные печи, асинхронные двигатели, понижающие трансформаторы и другое оборудование.

Конденсаторная батарея подстанции

Но в последнее время произошло значительное увеличение количества преобразующих и стабилизирующих устройств, используемых в социальных условиях. Полупроводниковые преобразователи могут ухудшать форму сигналов тока, что отрицательно влияет на функциональность других устройств. Но до сих пор оборудование KRM практически не использовалось частными бытовыми потребителями.