Компенсатор реактивной мощности схема. Компенсатор реактивной мощности: принцип работы, виды и схемы подключения

Что такое компенсатор реактивной мощности и как он работает. Какие бывают виды компенсаторов реактивной мощности. Как правильно подключить компенсатор реактивной мощности. Какие схемы подключения компенсаторов существуют.

Что такое компенсатор реактивной мощности и зачем он нужен

Компенсатор реактивной мощности — это устройство, предназначенное для снижения потребления реактивной мощности из электрической сети. Его основная задача — повысить коэффициент мощности (cos φ) и снизить потери электроэнергии.

Зачем нужен компенсатор реактивной мощности? Основные причины его применения:

• Снижение нагрузки на питающие кабели и трансформаторы
• Уменьшение потерь электроэнергии
• Повышение пропускной способности электрической сети
• Стабилизация напряжения
• Снижение платы за потребленную электроэнергию

Таким образом, компенсатор реактивной мощности позволяет оптимизировать работу электрической сети и сэкономить на оплате электроэнергии.

Принцип работы компенсатора реактивной мощности

Как работает компенсатор реактивной мощности? Принцип его действия основан на генерации реактивной мощности емкостного характера, которая компенсирует индуктивную составляющую нагрузки.

Основные этапы работы компенсатора:

1. Измерение параметров сети (ток, напряжение, коэффициент мощности)
2. Расчет необходимой емкости для компенсации
3. Подключение нужного количества конденсаторов
4. Контроль и поддержание заданного коэффициента мощности

За счет этого снижается потребление реактивной мощности из сети и повышается коэффициент мощности.

Виды компенсаторов реактивной мощности

Существует несколько основных типов компенсаторов реактивной мощности:

1. Конденсаторные установки

Это наиболее распространенный вид компенсаторов. Они состоят из батарей конденсаторов, коммутационной аппаратуры и системы управления. Основные преимущества:

• Простота конструкции
• Низкая стоимость
• Высокая надежность

2. Статические тиристорные компенсаторы

Используют тиристорное управление для быстрого подключения конденсаторов. Их достоинства:

• Высокое быстродействие
• Плавное регулирование мощности
• Отсутствие механических коммутаций

3. Активные фильтры

Это силовые электронные устройства, способные генерировать реактивную мощность с заданными параметрами. Их преимущества:

• Компенсация высших гармоник
• Высокая точность
• Быстродействие

Схемы подключения компенсаторов реактивной мощности

Как правильно подключить компенсатор реактивной мощности? Существует несколько основных схем подключения:

1. Индивидуальная компенсация

При этой схеме компенсатор подключается непосредственно к потребителю реактивной мощности. Особенности:

• Высокая эффективность
• Простота реализации
• Подходит для мощных потребителей

2. Групповая компенсация

Компенсатор подключается к группе потребителей через распределительное устройство. Преимущества:

• Экономия на оборудовании
• Удобство обслуживания
• Подходит для группы небольших потребителей

3. Централизованная компенсация

Компенсатор устанавливается на главной подстанции предприятия. Достоинства:

• Комплексная компенсация
• Простота контроля
• Подходит для предприятий с разнородной нагрузкой

Как выбрать компенсатор реактивной мощности

При выборе компенсатора реактивной мощности необходимо учитывать следующие факторы:

• Мощность и характер нагрузки
• Режим работы оборудования
• Требуемый коэффициент мощности
• Наличие высших гармоник
• Условия эксплуатации

Правильный выбор компенсатора позволит максимально эффективно решить задачу компенсации реактивной мощности на конкретном объекте.

Преимущества использования компенсаторов реактивной мощности

Применение компенсаторов реактивной мощности дает ряд существенных преимуществ:

• Снижение потерь электроэнергии на 5-15%
• Увеличение пропускной способности сети на 20-30%
• Стабилизация напряжения в сети
• Уменьшение нагрузки на оборудование
• Снижение платы за электроэнергию

Таким образом, компенсаторы реактивной мощности позволяют оптимизировать работу электрической сети и получить значительный экономический эффект.

Распространенные ошибки при использовании компенсаторов

При эксплуатации компенсаторов реактивной мощности нередко допускаются следующие ошибки:

• Неправильный выбор мощности компенсатора
• Некорректное подключение измерительных цепей
• Отсутствие защиты от перенапряжений
• Неверная настройка регулятора
• Недостаточный учет гармонических искажений

Чтобы избежать этих ошибок, необходимо тщательно подходить к проектированию и монтажу компенсирующих устройств, а также обеспечить их правильную эксплуатацию.

Заключение

Компенсаторы реактивной мощности являются эффективным средством оптимизации работы электрических сетей. Они позволяют снизить потери, повысить качество электроэнергии и получить значительный экономический эффект. При правильном выборе и эксплуатации компенсаторы способны значительно улучшить энергоэффективность предприятия.

Компенсатор реактивной мощности для экономии электроэнергии |

В современном глобальном мире экономия энергоресурсов выходит на первое место по своей актуальности. Экономия энергии, в некоторых странах, активно поддерживается государством не только для крупных потребителей, но и для обычных обывателей. Что в свою очередь делает компенсатор реактивной мощности актуальным для домашнего применения.

Компенсация реактивной мощности:

Многие потребители, прочитав в интернете о компенсации реактивной мощности крупными заводами и фабриками тоже задумываются о компенсации реактивной составляющей у себя дома. Тем более что сейчас существует большой выбор компенсирующих устройств, применять которые можно в обыкновенном быту. О том, действительно ли существует возможность, несколько сэкономить на этом у вас дома, вы можете прочитать в этой статье. А мы рассмотрим, возможность сделать такой компенсатор своими руками.

Отвечу сразу – да, возможно. Более того, это не только дешевое, но и довольно простое устройство, однако для понимания принципа его работы нужно знать, что такое реактивная мощность.

С курса школьной физики, и азов электротехники многим из вас уже известно общие сведенья о реактивной мощности, поэтому следует перейти сразу к практической части, однако невозможно этого сделать, миновав нелюбимую всеми математику.

Итак, для начала выбора элементов компенсатора необходимо рассчитать реактивную мощность нагрузки:

Поскольку такие составляющие как напряжение и ток мы можем померять, то фазовый сдвиг мы можем замерять только с помощью осциллографа, а он есть не у всех, так что придется идти другим путем:

Поскольку мы используем самое примитивное устройство из самих конденсаторов, нам необходимо рассчитать их емкость:

Где  f – частота сети, а Х_С – реактивное сопротивление конденсатора, оно равно:

Конденсаторы подбираются по току, напряжению, емкости, мощности соответственно, отталкиваясь от ваших потребностей. Желательно чтобы количество конденсаторов было больше единицы, чтобы возможно было экспериментально подобрать наиболее подходящую емкость для нужного потребителя.

В целях безопасности компенсирующее устройство должно подключатся через плавкий предохранитель или автомат (на случай слишком большого зарядного тока или КЗ).

Поэтому рассчитаем ток плавкого предохранителя (плавкой вставки):

Где і_в – ток плавкой вставки (предохранителя), А; n – количество конденсаторов в устройстве, штук; Q_k– номинальная мощность однофазного конденсатора, кВАр; U_л – линейное напряжение, кВ (в нашем случае фазное без).

Если используем автомат:

После отключения компенсатора от сети на его зажимах будет напряжение, поэтому для быстрого разряда конденсаторов можно использовать резистор (лучше всего лампочку накаливания или неонку), подключив его параллельно устройству. Блок-схема и принципиальная схемы приведены ниже:

Блок-схема включения компенсатора реактивной мощностиПродемонстрирую более наглядно

В отверстие номер один подключается потребитель, а в отверстие номер два подключается компенсатор.

Принципиальная схема компенсатора реактивной мощностиВключение через предохранитель-автомат

Включается компенсирующее устройство всегда параллельно нагрузке. Данная хитрость уменьшает результирующий ток цепи, что уменьшает нагрев кабеля, соответственно к одной розетке может быть подключено большое количество потребителей или увеличена их мощность.

Типовые схемы подключения УКРМ | Проектирование электроснабжения

Для повышения коэффициента мощности в электрических сетях применяют устройства компенсации реактивной мощности. УКРМ – отличный инструмент для выполнения программы энергосбережения и снижения потребляемой реактивной мощности.

Компенсация реактивной мощности актуальна в основном для промышленных объектов, где используется огромное количество электродвигателей.

Существуют как автоматические так и нерегулируемые конденсаторные установки. Предпочтение следует отдавать АКУ.

Кстати, у меня имеется программа для расчета емкости конденсаторной установки.

Обязательным условием для автоматической компенсации реактивной мощности является наличие внешнего измерительного трансформатора тока, измеряющего фазный ток потребления нагрузки, которую предполагается компенсировать. В некоторых случаях для суммирования сигналов тока с нескольких внешних ИТТ для одной КРМ применяется суммирующий трансформатор тока. При таком способе включения внешние ИТТ, должны быть установлены в одинаковой фазе на вводах, и коэффициенты трансформации их должны быть одинаковы.

Рассмотрим основные схемы подключения УКРМ в условно-симметричной сети 0,4кВ. В такой сети достаточно контролировать ток в одной фазе.

1 Индивидуальная компенсация реактивной мощности.

Индивидуальная компенсация реактивной мощности

В данной схеме силовая часть КРМ присоединяется непосредственно на зажимы крупного потребителя РМ (или в непосредственной близости). Внешний ИТТ (ТА1) устанавливается на одной из фаз ввода потребителя.

2 Групповая компенсация реактивной мощности.

Групповая компенсация реактивной мощности

При групповой компенсации силовая часть КРМ присоединяется на шины групповой сборки (ШР, ЩС и т.д.). Внешний ИТТ (ТА1) устанавливается на одной из фаз ввода группового щита.

3 Групповая компенсация реактивной мощности при питании с 2-х вводов.

Групповая компенсация реактивной мощности при питании с 2-х вводов

Для реализации данной схемы используют два измерительных трансформатора тока и суммирующий трансформатор тока. Внешние ИТТ (ТА1 и ТА2) устанавливаются на одной из фаз вводов группового щита. Для суммирования показаний тока с внешних ИТТ применяется суммирующий ТТ (ТА3). Коэффициенты трансформации внешних ИТТ (ТА1, ТА2) должны быть одинаковы.

4 Централизованная компенсация реактивной мощности.

Централизованная компенсация реактивной мощности

Пожалуй, одна из самых распространенных схем компенсации реактивной мощности. Внешний ИТТ (ТА1) устанавливаются на одной из фаз ввода секции шин 0,4кВ.

5 Централизованная компенсация реактивной мощности с двумя питающими трансформаторами.

Централизованная компенсация реактивной мощности с двумя питающими трансформаторами

Питающие трансформаторы могут работать как по отдельности, так и в параллели. Внешние ИТТ (ТА1, ТА2) устанавливаются на одной из фаз вводов секции шин 0,4кВ. Для согласования сигналов тока применяется суммирующий ТТ (ТА3), коэффициенты трансформации ИТТ ТА1 и ТА2 должны быть одинаковы.

6 Централизованная посекционная компенсация реактивной мощности с двумя питающими трансформаторами.

Централизованная посекционная компенсация реактивной мощности с двумя питающими трансформаторами

В данной схеме реализовано две секции шин с двумя питающими трансформаторами (Т1, Т2) и активным секционным выключателем (QS3). Внешние ИТТ (ТА1, ТА2) устанавливаются на одной из фаз вводов секции шин 0,4кВ, а также на межсекционной связи (ТА3, ТА4). Для согласования сигналов тока применяется суммирующие ТТ (ТА5, ТА6), коэффициенты трансформации ИТТ ТА1 — ТА4 должны быть одинаковы.

Я думаю теперь у вас возникнет меньше вопросов, при проектировании объектов, нуждающихся в компенсации реактивной мощности.

Советую почитать:

Вы можете пролистать до конца и оставить комментарий. Уведомления сейчас отключены.

Мифы про устройства компенсации реактивной мощности

Опыт Практикующего инженера: Мифы про устройства компенсации реактивной мощности

За многие годы проектирования, производства и запуска конденсаторных установок мне приходилось сталкиваться с вопросами, которые поначалу приводили в недоумение меня и весь наш техотдел. Они касались и конденсаторных установок, и в целом компенсации реактивной мощности. А иногда звонящие звонят и сразу говорят, что им нужна конденсаторная установка. Казалось бы не Клиент, а мечта. Но при выяснении нюансов оказывалось, что человек ждет от  установки того, чего она сделать не может – ни теоретически, ни практически.

В этой статье я расскажу о некоторых заблуждениях, относительно конденсаторных установок – с которыми чаще всего приходилось сталкиваться.

 

Первый случай. Мы включили конденсаторную установку, но расходы на реактив не уменьшились.

Звонят в техподдержку. Звонящий — не наш Клиент

— Проконсультируйте, пожалуйста. Мы поставили конденсаторную установку, но у нас платежи по реактиву не изменились. В чем причина?

Мы начинаем задавать вопросы для проверки правильности подключения, правильности программирования регулятора. Есть много объективных и субъективных причин, из-за которых устройство компенсации реактива может работать хуже ожидаемого.

По ответам мы понимаем, что все включено правильно, установка расположена и подключена в нужной точке.

Тогда мы предлагаем — отправить нам почасовое потребление реактивной энергии, чтоб удостовериться в правильности параметров самой установки и получаем ответ:

— Я не могу Вам отправить почасовку. У меня счетчик не считает реактив….Мы как платили по среднему до установки конденсаторной, так и платим…

Немая сцена….

Решение:

Мы объяснили, что для начала нужно поменять существующий счетчик на счетчик,который считает все. И актив и реактив. И только после этого можно и правильно подобрать конденсаторную и увидеть экономию. Не получится экономить то, что нельзя посчитать.

Итог:

Заменили счетчик уже Клиенту, через месяц работы посмотрели на параметры и рассчитали требуемые характеристики. Клиенту не пришлось покупать новую КРМ — мы модернизировали существующую (добавили ступеней, уменьшили значение минимальной ступени, заменили регулятор 6-ступенчатый на 8- ступенчатый).

Результат:

Косинус Фи — 0,98

Платит за реактив 15% от того, что платил раньше.

Все (со счетчиком) — окупилось за 4 месяца.

 

Второй случай. Правда, что конденсаторная установка ПРЕВРАЩАЕТ реактивную энергию в активную.

Для того, чтоб развернуто ответить на этот вопрос, нужно написать в этом посте курс электротехники — поэтому прошу просто поверить мне, как достаточно сведущему человеку.

Это неправда!!!

Это две разные ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ энергии и конденсаторная установка – это не волшебный преобразователь, который берет реактивную энергию и превращает ее в активную.

При подключении конденсаторной установки в сеть, компенсируется реактивная энергия (опять же — не вся) и сокращается потребление активной энергии (в некоторых случаях доходит до 3,2 % — данные из личного опыта).

Все это приводит к уменьшению затрат на электроэнергию. Это тот редкий случай, когда счет от «Гор/Облэнерго» радует.

Но волшебного превращения реактива в актив не происходит.

 

Третий случай. Мы установили конденсаторную установку, но она не свела реактив к нулю.

Ошибка – считать, что конденсаторная установка уберет полностью реактив. Часть реактивной энергии потребляется оборудованием – например, двигателями. Они генерируют реактив, но часть из него потребляют.

Поэтому, если Вам будут обещать, что сведут реактив к нулю, т.е. в счетах за электричество напротив строки «Реактивная энергия» будет стоять ноль – знайте, что Вас вводят в заблуждение.

Нормальным значение реактивной энергии, является тогда, когда оно в пределах 20-25% от значения потребленной активной энергии. То есть,если в счете за электроэнергию у Вас потребление активной энергии 100000 кВт/ч., а потребление реактивной 20-25000 кВар – значит у Вас все нормально с реактивом и вы платите за реально потребленную реактивную энергию

 

Четвертый случай: Откровенный обман – компенсация реактивной энергии в быту.

В интернете много рекламы приборов, продавцы которых утверждают, что включив их в сеть – Вы уменьшите расход электроэнергии на 50%. Агрессивность рекламы заставила меня более внимательно изучить их фантастический прибор.

И что оказалось.

Оказывается, что эта дикая экономия достигается благодаря тому, что в сеть подключают конденсаторную батарею (конденсатор), которая:

1.  Убирает реактивную энергию

2. Преобразует реактив в актив

И еще много чего делает.

По первому пункту – компенсация реактивной энергии в бытовой сети никак не повлияет на Ваш кошелек, т.к. все бытовые пользователи платят только за активную энергию

По второму пункту – это откровенное введение в заблуждение. В науке нет ни теоретических обоснований подобной возможности, ни практических реализаций.

Подводя черту

Понятно, что не все люди разбираются во всех этих тонкостях, т.к. каждый из нас мастер в своем деле (кроме футбола и политики – тут мы все мастера:).

Именно этим и пользуются господа-придумщики всяких волшебных устройств.

UPD: Тема описанных эконом-устройств более широко раскрыта по ссылке: http://electrik.info/main/voprosy/245-pribory-dlya-yekonomii-yelektroyenergii-mif-ili.html

Надеюсь, данная статья будет вам полезна и оградит от ошибок.

Все,что я и сотрудники Вольт Энерго пишем в разделе «Статьи» на нашем сайте – «основано на реальных событиях» J

Данная статья является авторской работой и интелектуальной собственностью компании Вольт Энерго. При копировании и перепечатывании материала ссылка на сайт voltenergo.com.ua обязательна!

Синхронный компенсатор реактивной мощности, принцип действия, режимы работы

Синхронный компенсатор –  синхронный двигатель не выполняющий механической работы. Его назначение — компенсация реактивной мощности. Если нагрузить его механической работой, он не сможет компенсировать реактивную составляющую в нужном диапазоне.

У него два режима работы:

• Перевозбужденный;
• Недовозбужденный;

Не будем углубляться  в теорию работы синхронных машин, а рассмотрим  отдельно каждый из режимов работы синхронного компенсатора.

Перевозбужденный режим. Так как компенсатор работает на холостом ходу, то согласно теории ток идеального холостого хода должен быть равен нулю, хотя на самом деле это не так. Выполняется равенство . Если увеличить ток возбуждения (I_в) больше нуля    I_в ≠ 0, то в двигателе образуется ЭДС и соответственно — машина выходит из электрического равновесия и возникает ток , который будет отставать от ∆ ,, на 90⁰. Соответственно в сеть будет отдаваться реактивная составляющая. На рисунке а) приведена векторная диаграмма для данного случая.

Рис. а) векторная диаграмма работы в перевозбужденном режиме

Недовозбужденный режим. Если уменьшить I_в, в двигателе образуется ЭДС, соответственно — следствием , который будет отставать от ∆на 90⁰, но будет опережать ,на 90⁰. Соответственно с сети будет забираться реактивная составляющая. На рисунке б) приведена векторная диаграмма для данного случая.

Рис. б) векторная диаграмма работы в недовозбужденном режиме

Можно сделать вывод, что синхронный компенсатор работает в двух режимах: компенсации и потребления реактивной составляющей. Это значит что он может не только отдавать но и потреблять, что позволяет поддерживать баланс мощности в цепи. Он снабжается автоматической системой управления возбуждением и в автоматическом режиме регулирует cosφ цепи. Также обладает большой инерционностью, что не позволяет ему быстро реагировать на изменение параметров цепи. При установке его в сеть с резко-переменной нагрузкой нужно максимально оптимизировать настройки регуляторов  САУ, чтоб машина не пошла в разнос, так как это чревато аварийными отключением подстанции из-за бросков тока в сеть. Строятся на мощность до S_н = 100 000 кВА. Имеют явнополюсную конструкцию с 2р= 6 или 8 — тихоходные. Компенсаторы большой мощности делаются с водородным охлаждением.

Для асинхронного пуска снабжаются пусковыми обмотками в полюсных наконечниках или делают их с массивными полюсами. Пускаться они могут как прямым пуском, так и с помощью реакторов. Иногда используют гонный асинхронный двигатель для разгона машины до подсинхронной скорости. Наиболее часто имеют напряжение питания статора 6 кВ, 10 кВ и садятся на соответствующие линии ГПП.

Для возбуждения синхронного компенсатора чаще всего используют тиристорный преобразователь. Он прост в управлении, обладает малой инерционностью, дешев, по сравнению с другими устройствами, не требует постоянного обслуживания и быстро ремонтируем. Современные возбудители оборудованы микропроцессорной системой управления, которые могут в автоматическом режиме вычислять реактивную мощность и регулировать возбуждение машины, тем самым поддерживая баланс мощности. Ниже  приведена функциональная схема системы автоматического регулирования (САУ):

Также ранее применялись, а кое-где и до сих пор используются, электромашинное возбуждение. Как правило, работает с очень малой чувствительностью и очень большой инерционностью по отношению к цепи. Дорог в обслуживании и эксплуатации. При выходе из строя долго находится в ремонте. Ниже показана самая примитивная схема электромашинного возбудителя:

Вывод: синхронный компенсатор является обратимым устройством. Он дорог, занимает много места, а также вызывает шум и иногда вибрации. Эксплуатация его не дешевая, а в случае выхода из строя вращающихся элементов требует длительного ремонта. В сравнении с современными средствами компенсации реактивной мощности является устаревшим.

Схема подключения конденсаторной установки УКРМ, КРМ 0,4 кВ

При подключении такого оборудования как конденсаторная установка УКРМ-0,4 кВ , как правило возникает вопрос как именно это сделать чтобы оборудование работало корректно.

Главное нужно понимать, что при подключении установки УКРМ значение имеет множество нюансов. 

Как определить что конденсаторная установка УКРМ подключена не правильно?

Если Вы подошли к конденсаторной установке и наблюдаете на экране регулятора УКРМ , что :

— коэффициент мощности косинус фи 0,5 и ниже или указан с минусом
— значение коэффициента постоянно меняется ( скачет)
— отображаются какие-либо ошибки ( на всех регуляторах по разному)
— при включении ступени косинус понижается
— при включении ступени косинус не изменяется

то это все говорит о том что конденсаторная установка УКРМ подключена не по схеме.

В зависимости от производителя регулятора реактивной мощности УКРМ, расположение трансформатора тока будет либо на 1-й, либо на 3-й фазе. Смотрите схему к регулятору, которая как правило, прилагается к сопроводительной документации к конденсаторной установке УКРМ. 

Если трансформатор тока повесить не на ту фазу, компенсация реактивной мощности будет не корректной. 

Также если перепутать чередование фаз , при подключении на вводе в УКРМ, компенсация также будет не корректной.

Если подключить трансформатор тока , перепутав вход-выход трансформатора тока (клемы K  и L в установке и И1 и И2 на трансформаторе) , то тоже компенсация реактивной модности будет не корректной , либо же вовсе не будут включаться ступени регулирования УКРМ.

Местоположение трансформатора тока также имеет важное значение и он должен располагаться до присоединения конденсаторной установки к сети и до присоединения нагрузки. Иначе регулятор УКРМ не будет видеть изменение в сети и включит все ступени или же не включит ни одной.

Если Вы хотите использовать уже имеющийся трансформатор тока ( например от того что установлен для счетчика электроэнергии), для подключения установки УКРМ — лучше Вам отказаться от этого. Так очень велика вероятность , что установка УКРМ будет работать с ошибками. Ставьте отдельный трансформатор тока и не заземляйте его.

Типовые устройства (средства) для компенсации реактивной мощности

Типовые устройства (средства) для компенсации реактивной мощности в сетях переменного тока

Эволюция устройств компенсации реактивной мощности. Традиционные устройства компенсации реактивной мощности. Прогрессивные устройства коррекции коэффициента мощности для сетей низкого и среднего напряжения.

Перетоки реактивной мощности, негативно влияющие на генерацию, транспорт и качество поставляемой электроэнергии, официально признаны проблемой на рубеже XIX – XX веков, а первые практические шаги для компенсации реактивной мощности были сделаны еще в 1914 году путем включения в сеть последовательно с нагрузкой шунтирующих конденсаторов и долгое время статические батареи конденсаторов оставались если и не единственным, то наиболее популярным средством коррекции коэффициента мощности в сетях с индуктивными нагрузками. Со второй половины прошлого века параллельно со статическими релейными (контакторными) установками компенсации реактивной мощности с механическим включением и отключением ступеней батарей шунтирующих силовых конденсаторов начали использовать и другие средства коррекции мощности.

На рубеже нового тысячелетия претерпела изменение сама концепция электрической сети, которая сегодня переведена из категории пассивных устройств транспорта электроэнергии в активную систему, участвующую и влияющую на процесс генерации, передачи и потребления электрической энергии, что определило необходимость разработки технологий, средств и алгоритмов управления сетью, ее элементами, узлами и нагрузками. Так, по сути, сформировалась концепция гибких управляемых систем электропередачи переменного тока FACTS (Flexible Alternative Current Transmission System), формализованная американским Институтом электроэнергетики EPRI, в которые для контроля и управления генерацией, транспортом и потреблением электроэнергии интегрировались традиционные и новые средства коррекции коэффициента мощности и повышения качества электроэнергии — самокоммутируемые преобразователи напряжения, статические тиристорные компенсаторы (устройства компенсации реактивной мощности с тиристорным переключением TCSC (Thyristor Controlled Series Capacitor), реакторы с тиристорным управлением TCR (Thyristor Controlled Reactor), конденсаторные батареи с тиристорным переключением TSC (Thyristor Switched Capacitor), системы статической компенсации реактивной мощности SVC (Static VAR Compensator) — комбинации компонентов TCR и TSC), синхронные статические компенсаторы STATCOM (Static Synchronous Compensator), управляемые устройства (фазоповоротные и продольной емкостной компенсации, регуляторы потока мощности UPFC (Unified Power Flow Controllers), динамические восстановители напряжения DVR (Dynamic Voltage Restorers), интерлайн-регуляторы потока (IPFC), сверхпроводящие электромагнитные запоминающие устройства (SMES), асинхронизированные машины, электромашинновентильные комплексы и т.д.) и управляющие системы – WAMPAC (wide-area monitoring, protection, and control systems — глобального мониторинга, защиты и управления) и глобального позиционирования (GPS), фазных измерений (PMU) и диспетчерского управления/сбора информации (SCADA), защиты схем управления (SPS) и т.д.

Традиционные устройства компенсации реактивной мощности.

К традиционным устройствам компенсации реактивной мощности сегодня можно отнести:

• механически (вручную) переключаемые типовые релейные (контакторные) установки типа КРМ, УКРМ с фильтрами высших гармоник и без, в основном ориентированные на компенсацию реактивной мощности по централизованной, групповой, индивидуальной или комбинированной схемах на участках сетей и в сетях низкого (или среднего напряжения) с линейными нагрузками.

Довольно ограниченное использование (по типу нагрузки и уровню напряжения) релейных установок с механическим включением/отключением ступеней батарей конденсаторов обусловлено продолжительностью включения/отключения блока (батареи) силовых конденсаторов даже с помощью вакуумных контакторов, что при быстрой динамике потребности нагрузки в реактивной мощности создает существенные риски перенапряжений или провалов напряжения со всеми вытекающими из этого негативными последствиями.

Более продвинутые, но и значительно более дорогие версии релейных установок компенсации реактивной мощности оборудуются импульсно-модуляционными преобразователями (ИМП) и индуктивностью для компенсации мгновенной реактивной мощности.

Релейные (контакторные) установки для коррекции коэффициента мощности с импульсно-модуляционным преобразователем и емкостным (а) и индуктивным (б) накопителями энергии.

Диаграммы напряжений и токов релейной установки коррекции коэффициента мощности компенсатора с ИМП и нагрузкой сложного характера, где:
а) напряжения и токи трёх фаз распределительной сети;
б) напряжение и токи фазы А: линейной нагрузки IAлн, нелинейной нагрузки IAнн и компенсатора IAк.

Прогрессивные устройства коррекции коэффициента мощности для сетей низкого и среднего напряжения.

Базовую линейку устройств коррекции коэффициента мощности для сетей низкого и среднего напряжения формируют:

• установки компенсации реактивной мощности типа TSC с применением управляемых вентилей (тиристоров)
• управляемые тиристорными переключателями, со срабатыванием (переключением между ступенями) от 1/2 до 2 циклов колебаний тока/напряжения (от 0,02 с). Тиристорные установки компенсации реактивной мощности обеспечивают переключение конденсаторных батарей в момент равенства напряжений на конденсаторах и в сети во время, достаточное для коммутации с нелинейной нагрузкой, практически не генерировали высших гармоник и впервые были использованы в 50-х годах прошлого века.

Однако установки компенсации реактивной мощности типа TSC так и оставались дискретными по генерации реактивной мощности из-за ступенчатого переключения батарей, оперативность переключения которых обеспечивалась отдельным дорогим тиристором на каждой ступени. Некоторого снижения материалоемкости и цены установок TSC удалось добиться использованием тиристорно-диодных схем, но это привело к увеличению задержки включения/отключения ступеней, а значит и повышению рисков перенапряжения и провалов напряжения в сети.

Бинарные тиристорно-диодные переключатели (сверху) и диаграммы токов бинарной тиристорно-диодной установки(снизу), где:
а — d – токи по В1 – В4; е – результирующая кривая тока установки.

Справка: Установки компенсации реактивной мощности типа TSC с применением управляемых вентилей (тиристоров) на тиристорно-диодных схемах по факту – компенсирующие устройства прямой компенсации, в которых ступенчатое регулирование осуществляется с помощью включения и отключения батарей конденсаторов (и фильтров высших гармоник) в зависимости от динамики потребности в реактивной мощности энергопотребляющего устройства (нагрузки). Здесь нивелирование переходных процессов при включении/отключении, вызывающих колебания напряжения, достигается включением конденсаторных батарей тиристорными ключами в момент равенства напряжения в сети и на конденсаторах и по величине, и по полярности.

Устройства TSC с применением управляемых вентилей (тиристоров) прямой компенсации: а – схема; б – принцип работы, где 1-5 – ступени компенсации.

• управляемые тиристорами реакторы (TCR) и комбинированные установки компенсации реактивной мощности TSC-TCR с применением управляемых вентилей (тиристоров) на тиристорно-диодных схемах для управления переключением ступеней батарей статических конденсаторов и реакторов. Это устройства компенсации реактивной мощности с динамическим (плавным) регулированием индуктивного элемента (реактора) и нерегулируемой (TCR) или регулируемой (TSC-TCR) части – блока конденсаторных батарей (или фильтров высших гармоник). Индуктивность (реактор) в топологии устройства используется для демпфирования излишков генерируемой конденсаторами реактивной мощности, попадающих в сеть при переключении ступеней конденсаторных батарей. Регулируемые с применением управляемых вентилей конденсаторные батареи (TSC-TCR) в определенной степени решают проблему дискретности по генерации реактивной мощности

Справка: По факту управляемые тиристорами реакторы (TCR) и комбинированные установки TSC-TCR — статические компенсирующие устройства косвенной компенсации с применением управляемых вентилей (тиристоров), где нивелирование перепадов сетевого напряжения достигается за счет потребления генерируемой конденсаторами реактивной мощности управляемым реактором тогда, когда она не востребована нелинейной нагрузкой (и наоборот), причем регулирование и быстродействие устройства должно обеспечивать баланс наброса и сброса реактивной мощности в соответствии с потребностью нагрузки.

Рис. Компенсация реактивной мощности устройством косвенной компенсации TSC-TCR, где: а – схема; б – принцип действия устройства косвенной компенсации реактивной мощности.

Регулирование тока в реакторе, как правило, осуществляется посредством встречно-параллельно включенных тиристоров (время задержки 0.01 с), но ряд зарубежных компаний поставляет устройства с управляемым насыщающимся реактором (время задержки 0.06 с).

• установки синхронной компенсации реактивной мощности — синхронные двигатели разных типов и специальной конструкции, которые при работе на холостом ходу и в режиме перевозбуждения обмотки генерируют реактивную мощность. Для устройств синхронной компенсации характерно меньшее быстродействие в сравнении со статическими устройствами компенсации, отсутствие возможности управления по фазам, а также интеграции с FACTS.

Сравнение возможностей быстродействующих синхронных компенсаторов и статических устройств компенсации реактивной мощности с применением управляемых вентилей.

Параметры сравнения	Специальный быстродействующий синхронный компенсатор	Статические тиристорные компенсирующие устройства
		прямой компенсации	косвенной компенсации
Скорость регулирования, с	Более 0,06	Менее 0,02	Менее 0,01
Регулирование	Плавное	Ступенчатое	Плавное
Строительная часть	Массивные фундаменты	Фундаменты не требуются, большая гибкость монтажа
Обслуживание	Смазка, охлаждение и т. д.	Обслуживания практически не требуется
Отношение Qуст к Qmax, отн. ед.	0,5–0,7, имеется возможность перегрузки до 2-х кратной	1,0; перегрузка не допускается	2,0; регулируемая индуктивная часть 1,0; емкостная нерегулируемая часть 1,0
Работа на несимметричную нагрузку	Показное управление практически невозможно	Осуществляется пофазное управление практически без дополнительных затрат
Потери от номинальной мощности, %	2,5 – 4,0	0,5 – 1,0	1,0 – 2,0
Искажение питающего напряжения	Нет	Нет	Управляемый тиристорами реактор является источником высших гармоник

НЕОБХОДИМА КОНСУЛЬТАЦИЯ?

Компенсатор реактивной мощности — энергосберегающие технологии.

	Конденсаторные установки от 0,4кВ до 0,69кВ Низковольтные конденсаторные установки предназначены для автоматического и ручного регулирования коэффициента мощности нагрузки с широким диапазоном изменения потребления реактивной мощности в распределительных сетях трехфазного переменного тока частотой 50 Гц, напряжением от 230 до 690В. Мощность конденсаторных установок: от 5кВАр до 3000 кВАр
	Конденсаторные установки от 6кВ до 10кВ Высоковольтные конденсаторные установки предназначены для автоматического и ручного регулирования коэффициента мощности нагрузки с широким диапазоном изменения потребления реактивной мощности в распределительных сетях частотой 50 Гц, напряжением от 6 до 10кВ. Мощность конденсаторных установок: от 100кВАр до 3000 кВАр
	Регуляторы для конденсаторных установок Устройство автоматического регулирования коэффициента мощности обеспечивает непревзойденные возможности применения для самых различных целей компенсации коэффициента мощности. Присутствует возможность расширения за счет расположенных сзади разъемов для модулей. Количество выходов: от 3 до 24
	Батареи для конденсаторных установок Конденсаторные батареи предназначены для коррекции коэффициента мощности трехфазной сети с низким (менее 2%) коэффициентом искажения синусоидальности напряжения и обладает малым значением собственных потерь. Конденсаторы предназначены, в первую очередь, для использования в промышленном оборудовании. Мощность конденсаторов: от 2,5кВАр до 50 кВАр
	Контакторы для конденсаторных установок Контакторы разработаны для включения и отключения конденсаторов. В момент включения конденсаторов резко увеличивается частота в пределах от 1 до 15 kHz и ток превышает номинальный уровень в 180 раз, это длится доли секунды. Этот феномен может привести к спайке контактов обычных контакторов и сильно повредить конденсаторы. Мощность контакторов: от 12,5кВАр до 100 кВАр
	Антирезонансные дроссели для конденсаторных установок Трехфазные антирезонансные дроссели предназначены для работы в составе конденсаторных установок, включаются последовательно с конденсаторами и служат для отстройки от частоты превалирующей в сети гармоники для предотвращения перегрева и пробоя конденсаторов. Частота расстройки: 7%(189Гц), 14% (134Гц), 5% (210Гц)
	Модули для конденсаторных установок Модули для конденсаторных установок — идеальное решение для систем компенсации реактивной мощности. Модули представляют собой компактную конструкцию, состоящую из конденсаторов, магнитных пускателей и автоматических выключателей (или плавких вставок). Мощность модулей: от 25кВАр до 100кВАр

Компенсатор реактивной мощности (КРМ-0.4) – высокоэффективное электроустановочное оборудование для рационального использования электрической энергии. Устройства предназначены для автоматического компенсирования реактивной составляющей, стабилизации напряжения сети и обеспечения электромагнитной совместимости потребителей.

В современном мире огромное внимание, в том числе и государственное, уделяется качеству потребляемой электроэнергии. Связано это с тем, что от качества потребляемой электроэнергии напрямую зависят расходы предприятия, надежность работы систем питания и сам процесс производства.

Проблема наличия в системах электросетей существенной доли реактивной мощности, напрямую влияет на качество электроэнергии. Дело в том, что приемники электроэнергии потребляют как активную так и реактивную мощность, которая не связанна с полезной работой. Именно поэтому, уменьшение доли реактивной мощности в электрической системе значительно снижает потери активной, тем самым позволяя экономить на электроэнергии.

В результате работы оборудования повышается общий коэффициент мощности сети cos (φ) и выполняется поддержание его на заданном уровне. Установка компенсации реактивной мощности состоит из модульных конденсаторных батарей, которые отключаются и включаются с помощью контакторов. Последние оснащены устройствами, ограничивающими пик тока включения.

Плюсы от использования конденсаторных установок:
Повышение коэффициента мощности до 98%;
Стабилизация сетевого напряжения;
Исключает платежи за реактивную электроэнергию, снижает до 15% расходы на активную электроэнергию;
Снижение на 10% затрат топлива при использовании автономного источника электроэнергии;
Ускорение работы электроприводов и технологического оборудования;
Разгрузка распределительных сетей от реактивного тока;
Снижение сетевых помех и уменьшение асимметрии фаз.
Характеристики электроустановочного оборудования

Компания «ВП-АЛЬЯНС» предлагает высокотехнологичное оборудование собственного производства на базе отечественных и импортных комплектующих для снижения затрат на электроэнергию:
Установка компенсации реактивной мощности (АУКРМ-0.4кВ) для электроустановок промышленных предприятий и распределительных сетей. Мощность составляет от 5 до 3000 кВАр, входное напряжение 0,4 кВ. Устройства позволяют значительно увеличить потребляемую мощность без реконструкции энергосистемы. КРМ используются не только для снижения затрат на электроэнергию, но и для стабилизации скачков напряжения на удаленных объектах.
Высоковольтные установки компенсации реактивной мощности 6кВ, 10кВ для поддержания коэффициента cos (φ) на заданном уровне в трехфазных электрических сетях. Мощностью от 100 до 3000 кВАр, входное напряжения 6,3 кВ и 10,5кВ.
Регуляторы предназначены для эффективного контроля коэффициента мощности cos (φ), анализа и контроля гармоник. Оборудование оснащено цифровым микропроцессором, релейными выходами и выбором ступеней.
Цилиндрические конденсаторные батареи мощностью от 2,5кВАр до 50 кВАр. Оборудование производится из высококачественных материалов и компонентов.
Контакторы  предназначены для включения и выключения конденсаторов с целью их защиты. Устройства оснащены ограничивающими резисторами и могут использоваться в установках с несколькими ступенями.
Фильтры-дроссели гармоник позволяют очистить электрическую сеть от высших гармоник, улучшить показатели сети и снизить расходы на электроэнергию.

Компания «ВП-АЛЬЯНС» поставляет только сертифицированное оборудование с гарантией до 5 лет. При потребности заказчика, выполняется выезд мастера на объект, монтаж, пусконаладочные работы, диагностика и ремонт электротехнического оборудования.

Заказать конденсаторную установку (или компенсирующее устройство) для энергосбережения Вы можете оставив заявку на нашей почте [email protected] или связавшись с нашими менеджерами по телефону (800) 500-06-98.

4 Основные средства для генерации реактивной мощности

Все дело в реактивной мощности…

Четыре основных средства для генерации реактивной мощности: синхронные генераторы переменного тока, синхронные компенсаторы (SC), статические компенсаторы реактивной мощности (SVC) и блоки статические конденсаторы.

4 Основные средства для выработки реактивной мощности

Содержание

1. Синхронные генераторы
2. Синхронные компенсаторы (SC)
3. Статические компенсаторы реактивной мощности (SVC) и
4. Баки статических конденсаторов

1.Синхронные генераторы переменного тока

Синхронные генераторы переменного тока — это основные машины, используемые для производства электроэнергии.

Они предназначены для подачи электроэнергии на конечные нагрузки через системы передачи и распределения.

Кроме того, не вдаваясь в технические подробности, воздействуя на возбуждение генераторов переменного тока, можно изменять значение генерируемого напряжения и, следовательно, регулировать ввод реактивной мощности в сеть, чтобы профили напряжения системы могут быть улучшены, а потери из-за эффекта джоуля вдоль линий могут быть уменьшены.

Большие 4-полюсные генераторы, разработанные ALSTOM Power для максимальной надежности, доступности и ремонтопригодности. В конструкции также учтены оптимальный монтаж, ввод в эксплуатацию, испытания и компоновка завода.

Вернуться к указателю ↑

2. Синхронные компенсаторы

Это синхронные двигатели, работающие без нагрузки синхронно с сетью и имеющие единственную функцию — поглощать избыточную реактивную мощность (режим недовозбуждения) или обеспечивать недостающую (режим перевозбуждения).

Рисунок 1 — Синхронный компенсатор недовозбуждения
Рисунок 2 — Синхронный компенсатор избыточного возбуждения

Где:

• E = э.д.с. индуцированное в фазах статора
• В = Фазное напряжение, прикладываемое сетью к клеммам генератора I: ток статора
• X _с = Реактивное сопротивление статора

Эти устройства используются в основном в определенных узлах сети сеть передачи и субпередачи для регулирования напряжений и потоков реактивной мощности.Использование синхронных компенсаторов в электрических распределительных сетях не выгодно с экономической точки зрения из-за их высоких затрат на установку и обслуживание.

Вернуться к указателю ↑

3. Статические компенсаторы реактивной мощности

Значительное развитие силовой электроники способствует замене синхронных компенсаторов на статические системы для управления реактивной мощностью , например, TSC ( конденсаторы с тиристорным управлением) и TCR (реакторы с тиристорным управлением).

Рисунок 3 — TSC (конденсаторы с тиристорным переключением) и TCR (реакторы с тиристорным управлением)

Это электронная версия систем компенсации реактивной мощности, основанная на электромеханических компонентах, в которых, однако, переключение различных конденсаторов не осуществляется через размыкание и замыкание подходящих контакторов, но через управление, осуществляемое парами антипараллельных тиристоров .

TSC обеспечивает пошаговое управление реактивной мощностью, отдаваемой группами конденсаторов , тогда как с TCR возможно непрерывное управление реактивной мощностью, потребляемой индукторами.Соединяя TSC с TCR, можно получить непрерывное модулированное регулирование передаваемой / потребляемой реактивной мощности.

С точки зрения приложений, эти устройства используются, прежде всего, в сетях высокого и очень высокого напряжения .

Chenier Static VAR Compensator Substation — 735 kV by ABB / Hydro-Quebec

Вернуться к оглавлению ↑

4. Банки статических конденсаторов

Конденсатор — это пассивный диполь , состоящий из двух проводящих поверхностей, называемых изолированными пластинами друг от друга диэлектрическим материалом.

Рисунок 4 — Блок статических конденсаторов

Полученная таким образом система пропитана для предотвращения проникновения влаги или газовых карманов, которые могут вызвать электрические разряды.

Конденсаторы последнего поколения сухого типа прошли специальную обработку, улучшающую их электрические характеристики. Использование конденсаторов сухого типа исключает опасность загрязнения из-за случайной утечки пропиточного вещества.

По геометрии металлических пластин возможно наличие:

• Плоские конденсаторы;
• Конденсаторы цилиндрические;
• Конденсаторы сферические.

Рисунок 5 — Типы конденсаторов (плоские, цилиндрические и сферические)

Четыре основных параметра, которые характеризуют конденсатор:

1. Номинальная емкость C — значение, полученное из номинальных значений мощности, напряжения и частота конденсатора
   ;
2. Номинальная мощность Q _n — реактивная мощность, на которую рассчитан конденсатор;
3. Номинальное напряжение U _n — р.РС. значение переменного напряжения, на которое рассчитан конденсатор;
4. Номинальная частота f _n — частота, на которую рассчитан конденсатор.

Когда на пластины подается переменное напряжение, конденсатор подвергается циклам заряда и разряда, во время которых он накапливает реактивную энергию (заряд конденсатора) и подает эту энергию в цепь, к которой он подключен (разряд конденсатора).

Такая энергия определяется следующим соотношением:

где:

• C — емкость;
• U — напряжение, приложенное к клеммам конденсатора.

Благодаря своей способности накапливать и передавать энергию, конденсаторы используются в качестве основного элемента для реализации батарей коррекции коэффициента мощности (для всех уровней напряжения) и статических устройств для регулирования реактивной мощности.

В частности, конденсаторы коррекции коэффициента мощности, используемые для низковольтных приложений, состоят из однофазных компонентов из металлизированной полипропиленовой пленки и могут быть самовосстанавливающимися типа .

В этих конденсаторах диэлектрическая часть, поврежденная разрядом, способна к самовосстановлению; Фактически, когда возникают такие ситуации, часть полипропиленовой пленки, на которую воздействует разряд, испаряется из-за теплового эффекта, вызванного самим разрядом, таким образом восстанавливая поврежденную часть.

Вернуться к индексу ↑

Ссылка // Коррекция коэффициента мощности и фильтрация гармоник в электрических установках — ABB

.

Что такое серийная компенсация? Преимущества и расположение последовательных конденсаторов

Определение: Последовательная компенсация — это метод повышения напряжения в системе путем последовательного подключения конденсатора к линии передачи. Другими словами, при последовательной компенсации реактивная мощность вводится последовательно с линией передачи для улучшения импеданса системы. Это улучшает способность линии передавать мощность. Он в основном используется в линиях сверхвысокого и сверхвысокого напряжения.

Преимущества серийной компенсации

Компенсация серии

имеет несколько преимуществ, таких как увеличение пропускной способности, улучшение стабильности системы, регулирование управляющего напряжения и обеспечение правильного распределения нагрузки между параллельными фидерами. Эти преимущества обсуждаются ниже.

• Увеличение мощности передачи — Мощность передачи по линии задается

, где P ₁ — мощность, передаваемая на фазу (Вт)
В _с — фазное напряжение на передающем конце (В)
В _r — фазное напряжение на приемном конце
X _L — последовательное индуктивное реактивное сопротивление линия
δ — фазовый угол между V _s и V _r

Если конденсатор с емкостным реактивным сопротивлением X _c включен последовательно с линией, реактивное сопротивление линии уменьшается с X _L до (X _L — X _c ).Передача мощности задается

где, Коэффициент k известен как степень компенсации или коэффициент компенсации. Таким образом, на единицу компенсации дается уравнение, процент компенсации дается уравнением

Где X _L = полное последовательное индуктивное сопротивление линии на фазу
X _C = емкостное реактивное сопротивление конденсаторной группы на фазу
На практике k лежит между 0,4 и 0.7. Для k = 0,5

Таким образом, передача мощности удваивается с компенсацией 50%.

• Повышение стабильности системы — При одинаковой передаче мощности и при одинаковом значении выходного и принимающего конечных напряжений фазовый угол δ в случае последовательной линии полного сопротивления меньше, чем для некомпенсированной линии. Уменьшенное значение δ дает более высокую стабильность.
• Разделение нагрузки между параллельными линиями — Конденсаторы серии используются в системах передачи для улучшения разделения нагрузки между параллельными линиями.Когда новая линия с большой способностью передачи мощности работает параллельно с уже существующей линией, тогда трудно загрузить новую линию без перегрузки старой линии. В таком случае последовательная компенсация снижает последовательное реактивное сопротивление, и правильное разделение нагрузки между параллельными цепями может быть легко выполнено. Разделение нагрузки увеличивает способность системы передавать мощность и снижает потери.
• Контроль напряжения — В последовательном конденсаторе происходит автоматическое изменение Var (реактивной мощности) с изменением тока нагрузки.Таким образом, падение уровня напряжения из-за внезапных колебаний нагрузки исправляется мгновенно.

Расположение последовательного конденсатора

Расположение последовательного конденсатора зависит от экономических и технических соображений линии. Последовательный конденсатор может быть расположен на передающем конце, приемном конце или в центре линии. Иногда они располагаются в двух или более точках на линии.

Степень компенсации и характеристика линии определяют расположение конденсаторов.Их установка на клеммах обеспечивает возможность технического обслуживания, но перенапряжение, возникающее на клеммах конденсаторов в условиях неисправности, приведет к перенапряжению конденсатора.

Конденсаторы устанавливаются в промежуточной коммутационной станции сравнительно протяженных линий. Расположение в центре линии также снизило номинал конденсатора. Номинал последовательного конденсатора равен

.

где I — линейный ток. Конденсаторные батареи состоят из небольших блоков, соединенных последовательно, параллельно или и тем, и другим для получения желаемого напряжения и номинальной мощности.

Схемы защиты последовательного конденсатора

При возникновении неисправности или перегрузки через последовательный конденсатор линии протекает большой ток. Таким образом, на линии передачи возникает чрезмерное падение напряжения. Для защиты конденсаторов от таких аномальных напряжений к клемме конденсатора подключены искровые разрядники и устройство защиты от перенапряжения. Параллельно с ним также подключается автоматический выключатель. Некоторые из методов последовательного конденсатора показаны ниже.

Проблема, связанная с последовательным конденсатором

Некоторые проблемы, связанные с применением последовательного конденсатора, подробно описаны ниже.

• Линия с последовательной компенсацией создает последовательный резонанс на частотах ниже, чем рабочие частоты.Это называется субсинхронным резонансом. Подсинхронный резонанс вызывает механическое напряжение, из-за которого в валу ротора возникает высокое скручивающее напряжение. Проблема подсинхронного резонанса чаще всего возникает во время неисправностей или операций переключения. Проблема субсинхронности с линиями с последовательной компенсацией решается следующими способами.
  • С помощью фильтра.
  • Путем подключения последовательной конденсаторной батареи в условиях резонанса.
  • Путем отключения генератора в условиях резонанса.
Конденсаторы серии
• создавали высокое восстанавливающееся напряжение на контакте выключателя.
• Если степень компенсации и расположение конденсаторов неправильное, дистанционные реле, используемые для защиты линии, могут работать неправильно.
• Включение ненагруженного трансформатора в конце последовательной компенсации линии может вызвать нелинейный резонанс или феррорезонанс. Это может привести к непрерывным колебаниям. Частота колебаний может быть снижена путем использования шунтирующих реакторов между конденсаторами или временного короткого замыкания конденсаторов.
• Малонагруженные синхронные двигатели имеют склонность к «охоте».
Конденсатор серии

производит большее повышение сетевого напряжения, из-за чего происходит большее падение напряжения.

.

Измерение реактивной мощности — однофазный и многофазный вариметр

Мощность, которая присутствует в цепи, когда напряжение и ток не совпадают по фазе друг с другом, такой тип мощности известен как реактивная мощность. Формула измеряет реактивную мощность в цепи

Измерение реактивной мощности имеет важное значение, поскольку значение реактивной мощности показывает общую потерю мощности в цепи. Если значение реактивной мощности низкое, коэффициент мощности нагрузки становится меньше, и в системе происходит больше потерь.Электрическая система классифицируется по количеству фаз, используемых в цепи, и в соответствии с этими фазами вариметр делится на два типа.

1. Однофазный варрнетер
2. Многофазный варметр

Однофазный вариометр

Реактивная мощность однофазной цепи измеряется варметром (вольт-ампер-реактивным измерителем). Варметр представляет собой тип ваттметра электродинамометра, в котором катушка давления измерителя сделана высокоиндуктивной.Термин «высокоиндуктивный» означает, что напряжение на катушках давления отстает на 90 ° от напряжения катушки тока.

Ток, который проходит через токовую катушку, является током нагрузки. Ток нагрузки имеет разность фаз 90 ° относительно напряжения питания и определяется уравнением, показанным ниже.

Принципиальная схема однофазного вариметра показана на рисунке ниже.

Однофазный варметр дает неверный результат из-за наличия гармоник.Если варметр измеряет показания с частотой, отличной от той, которую мы использовали во время калибровки, то варметр также дает неточный результат.

Многофазный варметр

Реактивная мощность существует в цепи из-за сдвига фаз между напряжением и током. И этот фазовый сдвиг получается от фазовращающего трансформатора. Фазовращающий трансформатор состоит из двух трансформаторов разомкнутой цепи, которые соединены по схеме разомкнутого треугольника.Катушка тока подключена последовательно с линией. Катушка давления подключена к общим клеммам обоих автотрансформаторов.

57,7%, 100% и 115,4% показывают отключение автотрансформатора. Автотрансформатор показывает максимальное линейное напряжение 115,4%. Катушка давления одного из ваттметров подключена к отводу автотрансформатора 115,4%, а другой — к 57,7%.

Напряжение создает катушка давления ваттметра, равная линейному напряжению, но у них фазовый сдвиг составляет 90º.Точно так же катушка давления ваттметра 2 имеет разность фаз 90º. Арифметические показания обоих ваттметров дают общую реактивную мощность цепи.

Измерение реактивной мощности в симметричной трехфазной цепи

Метод одного ваттметра используется для измерения мощности симметричной трехфазной цепи. Катушка тока ваттметра подключена к одной фазе, а катушка давления подключена к другой фазе линии.

Пропустить ток через токовую катушку — I ₂

Напряжение на катушке давления — В ₁₃

Суммарные реактивные вольт-амперы цепи

Фазовый угол

.

Методы контроля напряжения в энергосистеме — типы и объяснение

Напряжение энергосистемы может изменяться в зависимости от изменения нагрузки. Напряжение обычно высокое при малой нагрузке и низкое при большой нагрузке. Для поддержания напряжения системы в определенных пределах требуется некоторое дополнительное оборудование, которое увеличивает напряжение системы, когда оно низкое, и снижает напряжение, когда оно слишком высокое. Ниже приведены методы, используемые в энергосистеме для управления напряжением.

1. Трансформатор переключения ответвлений под нагрузкой
2. Выкл. — трансформатор переключения ответвлений
3. Шунтирующие реакторы
4. Модификаторы синхронной фазы
5. Шунтирующий конденсатор
6. Статическая система VAR (SVS)

Управление напряжением системы с помощью шунтирующего индуктивного элемента называется компенсацией шунта.Шунтирующая компенсация бывает двух типов: статическая шунтовая компенсация и синхронная компенсация. В статической компенсации шунта используются шунтирующий реактор, шунтирующий конденсатор и статическая система VAR, тогда как шунтирующая компенсация использует модификатор синхронной фазы. Методы, используемые для управления напряжением, подробно описаны ниже.

1. Выключенный трансформатор переключения ответвлений нагрузки — В этом методе напряжение регулируется путем изменения коэффициента трансформации трансформатора.Трансформатор отключается от источника питания перед переключением ответвления. В большинстве случаев переключение трансформатора осуществляется вручную.

2. Трансформатор переключения ответвлений под нагрузкой — Эта конструкция используется для изменения передаточного числа трансформатора для регулирования напряжения системы, когда трансформатор подает нагрузку. Большая часть силового трансформатора оснащена устройством РПН.

3. Шунтирующий реактор — Шунтирующий реактор — это индуктивный токовый элемент, который подключается между линией и нейтралью.Шунтирующий реактор компенсирует индуктивный ток от линии передачи или подземных кабелей. Он в основном используется в линиях передачи сверхвысокого и сверхвысокого напряжения на большие расстояния для управления реактивной мощностью.

Шунтирующие реакторы используются на передающей оконечной подстанции, принимающей оконечной подстанции и в промежуточной подстанции длинной линии сверхвысокого и сверхвысокого напряжения. В длинной линии передачи шунтирующий реактор подключается на расстоянии 300 км, чтобы ограничить напряжение в промежуточной точке.

4.Шунтирующие конденсаторы — Шунтирующие конденсаторы — это конденсаторы, подключенные параллельно линии. Устанавливается на приемной подстанции, распределительных подстанциях и в коммутационных подстанциях. Шунтирующий конденсатор подавал в линию реактивный вольт-ампер. Он размещен в трехфазном банке.

5. Модификатор синхронной фазы — Модификатор синхронной фазы — это синхронный двигатель, работающий без механической нагрузки. Он связан с нагрузкой на приемном конце линии.Модификатор синхронной фазы поглощает или генерирует реактивную мощность, изменяя возбуждение обмотки возбуждения. Он поддерживает постоянное напряжение при любых условиях нагрузки, а также улучшает коэффициент мощности.

6. Серия Var Systems (SVS) — Статический компенсатор реактивной мощности впрыскивать или поглощать индуктивный VAR к системе, когда напряжение становится выше или ниже, чем опорное значение. В статическом компенсаторе VAR тиристор используется в качестве коммутирующего устройства вместо автоматических выключателей.В настоящее время переключение тиристоров используется в системе вместо механического переключения, поскольку переключение тиристоров происходит быстрее и обеспечивает работу без переходных процессов за счет управления переключением.

.