УДК 621.316.727

СРАВНЕНИЕ И АНАЛИЗ УСТРОЙСТВ КОМПЕНСАЦИИ РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ

Жиляев Денис Александрович1, Башенёв Максим Игоревич1, Жиляев Артём Александрович1
1Уфимский государственный авиационный технический университет, студент

Аннотация
В данной статье рассмотрены устройства компенсации реактивной мощности и их применение в электроэнергетике.

Ключевые слова: , ,


Библиографическая ссылка на статью:
Жиляев Д.А., Башенёв М.И., Жиляев А.А. Сравнение и анализ устройств компенсации реактивной мощности // Современная техника и технологии. 2017. № 7 [Электронный ресурс]. URL: http://technology.snauka.ru/2017/07/13714 (дата обращения: 02.10.2017).

В Российской Федерации, имеющей развитую промышленность, наиболее распространёнными потребителями электроэнергии являются электрические машины (асинхронные двигатели, трансформаторы, дуговая сварка, индукционные печи и т.д.) с постоянной нелинейной и резко переменной нагрузкой. В электрических машинах магнитный поток связан с обмотками. При протекании переменного тока по обмотке, в ней индуцируется реактивная ЭДС, обуславливающая сдвиг по фазе между напряжением и током. Такие потребители кроме активной потребляют и реактивную мощность, что вызывает дисбаланс во всей энергосети.

Реактивная мощность в энергосистеме ухудшает её работу, повышает потери в сетях, увеличивает падение напряжения. Так же увеличивается расход топлива на электростанциях при загрузке генераторов реактивными токами. Реактивный ток дополнительно нагружает линии электропередач, что приводит к необходимости увеличения сечения проводов. Поэтому компенсация реактивной мощности необходима на всех предприятиях для улучшения энергосбережения. В связи с этим 23 ноября 2009 года Государственной думой РФ принят федеральный закон №261 «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности», который подразумевает повышение энергоэффективности всех потребителей.

На практике, для компенсации реактивной мощности используются различные устройства. К ним относятся: конденсаторные батареи, синхронные компенсаторы, шунтирующие реакторы, статические тиристорные компенсаторы, фильтры высших гармоник.

Конденсаторные батареи выдают реактивную мощность в систему. Так как снижаются перетоки мощности в самой сети, это приводит к уменьшению потерь активной мощности, снижению потерь напряжения. Снижается нагрузка на ЛЭП и трансформаторы.

Синхронный компенсатор представляет собой синхронный двигатель облегчённой конструкции, предназначенный для работы на холостом ходу. При работе в режиме перевозбуждения он генерирует реактивную мощность.

Шунтирующие реакторы, потребляющие реактивную мощность, компенсируют избыток реактивной мощности, снижают её переток, и как следствие – уменьшается ток в линиях и трансформаторах, снижаются активные потери.

Фильтры высших гармоник – устройства, предназначенные для снижения гармонических искажений напряжения и компенсации реактивной мощности нагрузок потребителей в электрических сетях.

Статические тиристорные компенсаторы как выдают, так и потребляют реактивную мощность. Они позволяют плавно и быстро регулировать реактивную энергию. Статические тиристорные компенсаторы в электрических сетях предназначены для повышения пропускной способности и устойчивости линий электропередачи, стабилизации напряжения в узлах нагрузки, уменьшения потерь электроэнергии и повышения ее качества.

При выборе устройств компенсации реактивной мощности следует учитывать сложность ремонта и эксплуатации, их стоимость и эффективность. Например, статические тиристорные компенсаторы имеют сложную конструкцию, высокую стоимость. Синхронные компенсаторы для эффективной работы должны устанавливаться как можно ближе к потребителю, чтобы не нагружать сеть реактивными токами. Фильтрокомпенсирующие устройства дорогие, и их рационально применять только для стационарных нагрузок. Недостатком шунтирующих реакторов является вызываемое ими падение напряжения сети.

Наиболее конструктивно простыми и экономичными устройствами являются конденсаторные батареи. Они имеют длительный срок службы, обладают возможностью подключения непосредственно к шинам как низкого, так и высокого напряжения, имеют малые потери активной мощности. Статические батареи конденсаторов просты в эксплуатации, имеют сравнительную легкость операций монтажа, возможна их как внутренняя, так и наружная установка.

Батарея статических конденсаторов (БСК) состоит из конденсаторной батареи, токоограничивающего реактора, шкафа коммутации и защит БСК с измерительными трансформаторами тока. Основной элемент БСК – косинусные конденсаторы для каждой фазы. Конструкция конденсаторной батареи представляет собой сборку из блоков силовых высоковольтных конденсаторов, размещенных в сварных металлических рамах. Блоки соединяются между собой параллельно и последовательно, устанавливаются вертикально в несколько уровней на опорных изоляторах. Трехфазная батарея, состоит из трех однофазных конструкций, которые соединяются в звезду или треугольник в зависимости от режима работы нейтрали.

Трансформаторы тока (ТТ) подключаются при помощи первичной обмотки в разрыв двух параллельных групп. ТТ предназначены для подачи в устройство РЗА значения величины тока. При нарушениях режима работы устройства РЗА подают сигнал на отключение головного выключателя. Токоограничивающие реакторы предназначены для ограничения пускового тока при включении БСК. Батареи конденсаторов выполненяются мощность от 5 до 200 МВар, на напряжения – 6, 10, 35, 110, 220 кВ.

Таким образом, для промышленных предприятий, основными электропотребителями которых являются асинхронные двигатели, то есть для предприятий с практически постоянной нагрузкой, для компенсации реактивной мощности наиболее целесообразно использовать батареи статических конденсаторов. Это позволит повысить коэффициент мощности с 0,7-0,75 до 0,93-0,99 и существенно повысить энергоэффективность предприятия.



Все статьи автора «Жиляев Денис Александрович»


© Если вы обнаружили нарушение авторских или смежных прав, пожалуйста, незамедлительно сообщите нам об этом по электронной почте или через форму обратной связи.

Связь с автором (комментарии/рецензии к статье)

Оставить комментарий

Вы должны авторизоваться, чтобы оставить комментарий.

Если Вы еще не зарегистрированы на сайте, то Вам необходимо зарегистрироваться: