Особенности применения регулируемых СКРМ 0,4 кВ. Элементная база.

СКРМ – статический регулятор реактивной мощности.

Статические компенсаторы – это батареи конденсаторов и другие источники реактивной мощности (ИРМ), не имеющие вращающихся частей. Вблизи потребителей реактивной мощности устанавливаются батареи статических конденсаторов (БК). Реактивная мощность, вырабатываемая батареей, соединенной по схеме звезда:

Если к сети подключено одно и то же число БК (нерегулируемая БК), то в режиме минимальных нагрузок возможна перекомпенсация реактивной мощности, которая вызывает повышение напряжения и дополнительные потери в сети, однако можно регулировать количество включенных банок, включение и отключение БК производится автоматически или вручную.

Достоинство БК - простота, а недостатки – зависимость реактивной мощности от напряжения, невозможность потребления реактивной мощности, ступенчатое регулирование.

Более совершенные являются установки статических тиристорных компенсаторов, в которых осуществляется плавное регулирование тока. В установке применены нерегулируемые БК (С1, С2, С3), которые вырабатывают реактивную мощность Q_c (емкостную) и регулируемая с помощью тиристорных ключей VS индуктивность LR. Управляющие электроды тиристоров присоединены к схеме автоматического регулирования.

В настоящее время промышленностью выпускаются тиристорные компенсаторы реактивной мощности для сети 0,4 кВ, на номинальный ток 190 А, мощностью 125 квар типа ТК-125-380. Диапазон регулирования мощности 25-125 квар, скорость изменения реактивной мощности 500 квар/с.

Силовая часть такого компенсатора представляет собой два параллельно включенных трехфазных управляемых моста, нагрузками которых являются изолированные обмотки дросселя, размещенные на крайних стержнях Ш-образного сердечника.

При эксплуатации СКРМ типа ТК-125-380 выявилось их главное преимущество - плавное автоматическое регулирование ими реактивной мощности и стабилизация напряжения сети системой управления тиристорами. Тиристорный компенсатор может работать в режимах регулирования соs или регулирования напряжения.

Несмотря на то, что данный компенсатор требует некоторой доработки, целесообразность его применения в распределительных электросетях 380 В, особенно с резкопеременным потреблением реактивной мощности, не вызывает сомнения[9].

Следует различать подходы к управлению потоками реактивной мощности и управлению напряжения в разомкнутых распределительных электрических сетях 0,4-35 кВ и в замкнутых сетях напряжения 110-750 кВ. В первом случае ставится задача оптимизации загрузки электрических сетей реактивной мощностью с целью минимизации потерь активной мощности и электроэнергии и обеспечения нормированных уровней напряжения в точках поставки электроэнергии. Здесь, чем ближе к точкам потребления электроэнергии будут устанавливаться компенсирующие устройства, тем, как правило, выше их экономическая эффективность.

По некоторым оценкам оптимизация размещения, мощности и степени использования компенсирующих устройств и распределенных источников активной мощности в распределительных электрических сетях позволила бы снизить технические потери мощности и электроэнергии в них до 50% от существующего уровня. Для достижения этого результата следует учесть ряд особенностей компенсации реактивной мощности в распределительных сетях.
Главная из них – отсутствие достоверной информации о потоках реактивной мощности в этих сетях, особенно в сетях 0,4 кВ, где установка БСК в ряде случаев особенно эффективна и где доля потерь особенно высока. Отсутствует также достоверная и полная информация о графиках нагрузки реактивной мощности, необходимая для выбора законов регулирования напряжения и мощности конденсаторных батарей.

В последнее время ситуация усложнилась с ростом высших гармоник напряжения и тока в связи с развитием силовой электроники и ростом доли нелинейных нагрузки. В результате участились случаи резонансов напряжений в электрических сетях при установке в них компенсирующих устройств с выходом их из строя по этой причине. Возникла необходимость установки в таких случаях фильтро-компенсирующих устройств [7], специальных антирезонансных дросселей.