CC BY
68
КОМПЕНСАЦИЯ РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ Швейгерт В.Ф. Email: Schweigert685@scientifictext.ru
Швейгерт Виталий Федорович - студент магистратуры, кафедра техносферной безопасности и электротехнологий, Новосибирский государственный аграрный университет, г. Новосибирск
Аннотация: одним из основных вопросов, связанных с повышением качества электроэнергии в сетях, решаемых как на стадии проектирования, так и на стадии эксплуатации систем промышленного электроснабжения, является вопрос о компенсации реактивной мощности, включающий выбор целесообразных источников, расчет и регулирование их мощности, размещение источников в системе электроснабжения. Рациональная компенсация реактивной мощности в промышленных электросетях включает в себя широкий комплекс вопросов, направленных на повышение экономичности работы электроустановок. Ключевые слова: реактивная мощность, нагрузка, напряжение, ток, конденсаторы, индуктивность, емкость, блок конденсации.
REACTIVE POWER COMPENSATION Schweigert V.F.
Schweigert Vitaliy Fedorovich - master's degree Student, DEPARTMENT OF TECHNOSPHERE SAFETY AND ELECTROTECHNOLOGY, NOVOSIBIRSK STATE AGRARIAN UNIVERSITY, NOVOSIBIRSK
Abstract: от of the main issues related to improving the quality of electricity in networks, solved both at the design stage and at the stage of operation of industrial power supply systems, is the issue of reactive power compensation, including the selection of suitable sources, calculation and regulation of their power, location of sources in the power supply system. Rational compensation of reactive power in industrial power grids includes a wide range of issues aimed at improving the efficiency of electrical installations. Keywords: reactive power, load, voltage, current, capacitors, inductance, capacitance, condensation unit.
УДК 621.316.7
Реактивная мощность — это техническая потеря электроэнергии, вызванная электромагнитными процессами в сети. Его недостаток вызывает повышенный нагрев проводов и вызывает чрезмерную нагрузку на сеть, в результате чего источник питания работает в расширенном режиме. Если меры компенсации мощности не предусмотрены, значительные суммы реактивной энергии из сети должны быть переплачены [6. C. 24].
Значительные пассивные нагрузки приводят к снижению напряжения сети и ухудшению качества питания. Кроме того, линии электропередач и трансформаторные устройства перегружены, что увеличивает инвестиционные затраты, связанные с развертыванием и эксплуатацией станций распределения энергии.
Передача электрической энергии переменным током началась в конце 19-го века, заменив существующие небольшие местные системы постоянного тока. При расширении локальных энергосистем и обеспечении передачи на большие расстояния возникли различные проблемы с контролем напряжения и стабильности, в основном из-за дисбаланса реактивной мощности в системах. Для управления напряжениями стационарной системы в основном использовалась компенсация реактивной мощности (шунтирующие конденсаторы и шунтирующие реакторы). Динамический метод основан на вращающихся машинах, например, синхронных компенсаторах [5. C. 115].
В середине 1960-х годов 20-го века появились первые устройства компенсации статической реактивной мощности, то есть реакторы, управляемые постоянным током (ртутные клапаны), и устройства, управляемые тиристорами (конденсаторы, управляемые тиристорами, реакторы, управляемые тиристорами), и более низкие требования к техническому обслуживанию сняли многие ограничения, присущие вращающимся машинам и устройствам с постоянным током. Оценка эксплуатационных потерь приводит к увеличению использования реактивных статических конденсаторных установок, состоящих из комбинаций ветвей конденсаторов и реакторов, управляемых тиристорами [1. C. 316]. Эти коммутационные устройства вместе с последовательно управляемыми тиристорными конденсаторами легли в основу гибких систем передачи переменного тока (FACTS). Факты позволяют более эффективно использовать системы передачи благодаря улучшенному динамическому контролю напряжения системы, с одной стороны, и более высокой пропускной способности, с другой стороны. В настоящее время в системах передачи переменного тока установлены блоки статических реактивных конденсаторов общей емкостью более 100 000 МВА.
В устройствах FACTS использовались новые силовые электронные устройства (GTO, IGCT, IGBT), с помощью которых можно использовать преобразователи тока и напряжения для быстрой компенсации реактивной мощности. На основе дальнейшего развития систем управления, совершенствования полупроводниковых компонентов и новых технологий для преобразователей напряжения, компенсация реактивной мощности в настоящее время является ключевым фактором для надежной передачи переменного тока [6. C. 205].
Должно быть понятно, что реактивная мощность имеет два символа: индуктивный и емкостный. Нас интересует только компенсация первого типа, потому что второй встречается редко. В нашем случае - сети с индуктивной нагрузкой - для увеличения cosf необходимо установить компенсационные конденсаторы.
Выбор метода компенсации включает в себя определение положения конденсаторов (часто как часть блока конденсации (далее KU)). Есть три основных варианта:
Индивидуальная компенсация
Размещение конденсаторов в устройствах с низким cos ф и одновременным зажиганием с последними.
Групповая компенсация
Размещение конденсаторов в группе устройств (например, пожарные насосы).
Централизованная компенсация
Обеспечивает установку КУ на главный распределительный щит. Если предыдущие параметры могут быть регулируемыми или нет, то обычно это настраивается [4. C. 190].
При правильном выборе измерений KU для компенсации реактивной мощности, разрешите:
• значительно снизить нагрузку на трансформаторы, поэтому уменьшить их нагрев и увеличить срок службы
• когда КУ включается в расчет при проектировании новых объектов, значительно уменьшают сечение проводника
• когда КУ включен в существующие сети, загружайте их, увеличивая производительность без перестройки
• снизить энергозатраты за счет снижения потерь в проводниках
• повысить стабильность напряжения (все) и качество электроэнергии (при использовании ФКУ) [3. C. 190].
Компенсационные установки выполнены из отдельных, расположенных в металлических шкафах, модулей компенсации мощности, конструкция которых
обеспечивает взаимозаменяемость идентичных монтажных элементов. Блоки компенсации реактивной мощности собираются и оборудуются на месте производителя, а в месте их размещения выполняется только установка и подключение к сети с компенсированным питанием.
Лучше всего размещать компенсационные установки рядом с распределительным щитом, так как в этом случае их подключение к электросети упрощается. В соответствии с требованиями ПУЭ блоки полной компенсации реактивной мощности могут быть установлены непосредственно на производственных объектах [2. c 100].
Прежде всего, необходимо заказать проект, который следует доверить доверенной организации. Который, в свою очередь, проведет серию измерений или выполнит расчеты для новых объектов и на их основе предоставит рекомендации по методу компенсации, типу блока управления и их параметрам.
Динамическая компенсация реактивной мощности, управляемая силовой электроникой, обеспечивает улучшенные системы передачи и в настоящее время является признанным средством компенсации реактивной мощности среди других устройств [1. C. 153].
Широкий спектр технологий FACTS обеспечивает надежные решения для большинства существующих и возникающих потребностей в передаче энергии.
Сочетание динамических и традиционных переключаемых компенсационных устройств часто приводит к экономически эффективным решениям для работы в стационарном режиме и переходных процессов в электрической системе. Данные устройства на основе преобразователей напряжения будут использоваться более широко, особенно в диапазоне малых и средних мощностей.
В ближайшем будущем вполне вероятно, что для преодоления существующих ограничений в работе систем передачи потребуются дополнительные конденсаторы компенсации реактивной мощности, которые рассматриваются как важное средство повышения стабильности системы. и защитить от перебоев в подаче электроэнергии.
Список литературы / References
1. Арутюнян А.А. Основы энергосбережения: моногр. / А.А. Арутюнян. М.: Энергосервис, 2014. 600 с.
2. Булатов И.С. Пинч-технология. Энергосбережение в промышленности / И.С. Булатов. М.: Страта, 2012. 148 с.
3. Гордеев А.С. Энергосбережение в сельском хозяйстве. Учебное пособие /
A.С. Гордеев, Д.Д. Огородников, И.В. Юдаев. М.: Лань, 2014. 400 с.
4. Комков В.А. Энергосбережение в жилищно-коммунальном хозяйстве /
B.А. Комков, Н.С. Тимахова. М.: ИНФРА-М, 2013. 320 с.
5. Лисенко В.Г. Хрестоматия Энергосбережения / В.Г. Лисенко, Я.М. Щелоков, М.Г. Ладышев. М.: Теплоэнергетик, 2012. 699 с.
6. Меркер Э.Э. Энергосбережение в промышленности и эксергетический анализ технологических процессов / Э.Э. Меркер, Г.А. Карпенко, И.М. Тынников. М.: ООО "ТНТ", 2012. 316 с.
