CC BY
16
УДК 621.31
П.В. Рысев, P.V. Rysev С.С. Мальков, S.S. Malkov
Омский Государственный технический университет, г. Омск, Россия Omsk State Technical University, Omsk, Russia
ПЕРСПЕКТИВЫ СИСТЕМ ЦЕНТРАЛИЗОВАННОЙ КОМПЕНСАЦИИ РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ С ГРУППОВЫМ УПРАВЛЕНИЕМ СИНХРОННЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ДВИГАТЕЛЕЙ
PROSPECTS OF CENTRAL REACTIVE POWER COMPENSATION AND GROUP MANAGEMENT SYNCHRONOUS ELECTRIC MOTOR
В данной статье рассматриваются перспективы централизованной компенсации реактивной мощности с групповым управлением синхронных электрических двигателей, а также особое внимание уделено рассмотрению разных типов компенсации, рассмотрены достоинства подобной системы перед другими способами компенсации. Данная статья является обзорной.
This article examines the prospects for centralized reactive power compensation and group control of synchronous electric motors. As well as special attention is paid to the various types of compensation are considered advantages of such a system over other methods of payment, this article is a review.
Ключевые слова: компенсация реактивной мощности (КРМ), централизованная компенсация, синхронный двигатель, групповой регулятор реактивной мощности (ГРРМ), энергосбережение, энергоэффективность
Keywords: reactive power compensation (RPC), a centralized payment, synchronous motor, group reactive power controller (GRPC), energy conservation, energy efficiency
В Российской Федерации 23 ноября 2009 года был принят закон № 261-Ф3 «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации», который направлен на стимулирование населения и организаций к экономии электрической энергии.
В настоящее время вопрос об экономии электрической энергии как никогда актуален. Экономическая эффективность крупных промышленных предприятий напрямую зависит от затрат на энергетические ресурсы. Потребители электрической энергии, используемые в промышленности (в частности асинхронные электрические двигатели сварочные трансформаторы, особенно работая не в номинальных режимах) обладают довольно низким коэффициентом мощности. Данные потребители в значительной мере потребляют не только активную, но и реактивную мощность, вследствие чего возрастает полная мощность предприятия и увеличиваются перетоки мощности от энергосистемы к системе электроснабжения предприятия. Как следствие, увеличиваются потери энергии и напряжения, большие токи вынуждают применять проводники повышенного сечения и другие элементы системы электроснабжения рассчитанные на большие токи. Все это негативно сказывается на затратах и общей эффективности системы электроснабжения.
Компенсация реактивной мощности является одним из современных способов решения данной проблемы. Суть компенсации реактивной мощности состоит в приближении источников реактивной мощности к потребителям, путем установки их в систему электроснабжения предприятия. Данные меры снижают переток реактивной мощности из сети, как следствие, уменьшается полная мощность и ток, потребляемые всем предприятием.
Существует множество средств и способов компенсации реактивной мощности. При единичной и групповой компенсации компенсирующее устройство подключается к индивидуальному электроприемнику или к группе таких электроприемников. Данные способы применяются в основном в сетях до 1 кВ. При централизованной компенсации источники реактивной мощности подключаются, как правило, к распределительным устройствам и распределительным пунктам напряжением 6-10 кВ.
Наиболее распространенными средствами компенсации реактивной мощности являются батареи статических конденсаторов (БСК) и синхронные электродвигатели (СД), работающие в режиме перевозбуждения. БСК проще по конструкции и дешевле, как в установке так и в эксплуатации. Однако СД тоже применяются довольно часто, так как для реализации компенсации можно применить уже установленные и задействованные в технологическом процессе двигатели без дополнительных затрат. Возбуждение СД можно регулировать как для каждого двигателя по отдельности, так и для группы двигателей сразу. Рассмотрим второй способ.
Для реализации автоматического управления централизованной компенсацией применяются групповые регуляторы реактивной мощности. Групповой регулятор реактивной мощности (ГРРМ) является принципиально новым устройством и предназначен для управления устройствами, способными изменять вырабатываемую (потребляемую) реактивную мощность промышленных предприятий, с целью поддержания заданного уровня потребления (генерации) реактивной мощности в целом. Объектами управления для ГРРМ являются:
- синхронные двигатели и компенсаторы, снабженные системами возбуждения, допускающими дистанционное управление уставкой тока возбуждения или уставкой по реактивной мощности (в частности система возбуждения АНИКРОН, производства НПО «Цифровые регуляторы»);
- управляемые конденсаторные батареи компенсации реактивной мощности;
Ручное управление компенсацией реактивной мощности путем изменения уставок возбуждения двигателей, применяемое на практике, имеет успех только в случаях потребления синхронными двигателями более 70% всей электроэнергии предприятия или стабильного уровня потребления реактивной мощности. Но при централизованном анализе состояния
электрической нагрузки и управлении аппаратами из единого центра с учетом загрузки и режима работы каждого из них можно достичь стабильного уровня компенсации.
Наиболее эффективны ГРРМ на производствах, в которых задействованы непрерывно работающие синхронные двигатели, несущие нагрузку меньше номинальной. Особенно сильно преимущества применения ГРРМ проявляются на предприятиях с неравномерным графиком суточной нагрузки. В этом случае работающие агрегаты можно использовать для компенсации реактивной мощности, потребляемой другими технологическими системами. Применение в качестве компенсаторов уже установленных синхронных двигателей, в ряде случаев, позволяет полностью отказаться от использования других устройств компенсации -конденсаторных батарей (снижают устойчивость энергосистемы, способствуют развитию аварийных ситуаций при резких просадках напряжения, не могут работать при повышенном уровне гармоник в сети), тиристорных компенсаторов (сложны в обслуживании, вносят искажения в напряжение сети).
Таким образом, применение ГРРМ для управления централизованной системой компенсации реактивной мощности имеет значительные перспективы, а сами синхронные электродвигатели - являются значительным резервом для повышения энергоэффективности системы электроснабжения промышленных предприятий.
Библиографический список
1. Константинов Б.А. Компенсация реактивной мощности / Б.А. Константинов, Г.З. Зайцев. - Л.: Энергия, 1976. - 104 с.
2. Идельчик В. И. Электрические системы и сети: учебник для вузов. - М.: Энерго-атомиздат, 1989. - 592 с.: ил.
3. Забудский Е.И. Электрические машины. Ч. 3. Синхронные машины. - М.: МГАУ, 2008. - 195 с.
