Способы компенсации реактивной мощности на промышленных предприятиях. Источники реактивной мощности.

Возможными источниками реактивной мощности являются:

1) генераторы электростанций,

2) установки СК,

3) БК, СД – на промышленных предприятиях; СИРМ (статический источник реактивной мощности).

Принцип компенсации реактивной мощности заключается в следующем: емкостной ток противоположен индуктивному и реактивная мощность, идущая на создание электрического поля, противоположна по направлению реактивной мощности, идущей на создание магнитного поля. Таким образом, численно равные реактивные мощности емкости и намагничивания взаимно «уничтожаются».

К искусственным способам компенсации реактивной мощности относится установка дополнительных источников:

1) Синхронные двигатели.

                         Q_СД = α_М S_{НОМ СД}

α_М – коэффициент допустимой перегрузки двигателя, зависящий от его загрузки по активной мощности:

                        β_СР=Р/Р_{НОМ СД}

                        α_М=Q/Q_{НОМ СД}

 α_М > 1

Q_{СР Э} – экономически эффективная величина РМ, выработанная СД.

Q_{СР Э} = Q_НОМ,СД(З_ВКQ_НОМ,СД – Д₁С_РП)/2Д₂С_РП, где

Д₁,Д₂ – специальные расчетные коэффициенты потерь (из справочников для типов двигателей),

З_ВК – приведенные затраты на установку высоовольтных БК,

С_РП – расчетная стоимость потерь мощности (активной).

Недостатком СД является высокая стоимость обслуживания.

2) Конденсаторные батареи.

Достоинства:

1 простота монтажа и эксплуатации,

2 малые потери активной мощности на выработку реактивной      ΔР*=0,0025 – 0,005 (кВт/кВар),

3 возможность регулирования установленной мощности в зависимости от потребителей,

4 возможность установки в любой точке сети.

Недостатки:

1 зависимость генерируемой РМ от напряжения сети Q_КБ=(U_C/U_НБ)²Q_НОМ,КБ,

2 чувствительность к высшим гармоникам,

3 ступенчатое регулирование мощности батареи.

3) Статические источники реактивной мощности (СИРМ).

Достоинства:

1 высокое быстродействие при резких изменениях реактивной нагрузки,

2 возможность как генерации, так и потребления РМ,

3 возможность работы при воздействии высших гармоник (а также возможность фильтрации высших гармоник).

Основными элементами СИРМ являются емкость в виде конденсатора и дроссель (накопитель электромагнитной энергии). А также для управления используются тиристорные ключи, которые обеспечивают высокое быстродействие.

Существует 3 вида схем включения емкостей и дросселей:

1 Мостовые схемы с индукционным накопителем на стороне постоянного тока,

2 реакторы насыщения с нелинейной ВАХ,

3 реакторы с линейной ВАХ и последовательным включением управляемых вентилей.

По принципу включения существует 2 вида компенсации: прямая и косвенная.

Баланс реактивной мощности на промышленных предприятиях. Исходные данные и порядок расчета компенсации реактивной мощности.

Баланс реактивной мощности это равенство генерируемой и потребляемой реактивной мощности при допустимом отклонении напряжения у приемников электроэнергии.

Q_Г∑=Q_П∑+∆Q                 (∆Q=∆Q_ЛЭП+∆Q_ТРАНС)

Q_Г∑ - суммарная генерируемая мощность различных источников.

Q_П∑ - суммарная потребляемая реактивная нагрузка.

∆Q – потери.

           U_П=U_И+∆U=U_И – (PR+QX)/U_П

S_Н>S_Н’√(P_H²+(Q_H – Q_КБ)²)

Уменьшение потерь напряжения производится за счет компенсации реактивной мощности:   δU=∆U - ∆U’, где

∆U – потери до компенсации, ∆U’ – потери после компенсации, 

 δU=Q_КБХ/U.

Установка БК не улучшает режим реактивной мощности в распределительной сети за местом ее установки. Т. е. за местом подключения источника РМ компенсации не происходит.