Реактивная мощность, и как её компенсировать.
Компенсация реактивной мощности
Что такое компенсация реактивной мощности?
Осуществляется с использованием компенсирующих устройств. Для поддержания требуемых уровней напряжения в узлах электрической сети потребление реактивной мощности должно обеспечиваться требуемой генерируемой мощностью с учетом необходимого резерва. Генерируемая реактивная мощность складывается из реактивной мощности, вырабатываемой генераторами электростанций и реактивной мощности компенсирующих устройств, размещенных в электрической сети и в электроустановках потребителей электрической энергии. Мероприятия по компенсации реактивной мощности на предприятии позволяют:. Переменный ток идет по проводу в обе стороны, в идеале нагрузка должна полностью усвоить и переработать полученную энергию. При рассогласованиях между генератором и потребителем происходит одновременное протекание токов от генератора к нагрузке и от нагрузки к генератору нагрузка возвращает запасенную ранее энергию. Такие условия возможны только для переменного тока при наличии в цепи любого реактивного элемента, имеющего собственную индуктивность или ёмкость. Через идеальные резистивные и индуктивные элементы протекает максимальный ток при нулевом напряжении на элементе и, наоборот, максимальное напряжение оказывается приложенным к элементам, имеющим ёмкостной характер, при токе, протекающем через них, близком к нулю. Значительную часть электрооборудования любого предприятия составляют устройства, обязательным условием нормальной работы которых является создание в них магнитных полей, а именно: Гораздо реже применяются устройства, запасающие энергию, которые можно обобщенно считать ёмкостной нагрузкой. Разные знаки у тока и напряжения на период фазового сдвига, как следствие, приводят к снижению энергии электромагнитных полей индуктивностей, которая восполняется из сети. Для большинства промышленных потребителей это означает следующее: В этом режиме активная мощность нагрузкой не потребляется, за исключением нагрева проводников. Таким образом, нагрузка принимает и отдает в сеть практически всю энергию, при этом возникает ситуация, в которой потребитель вынужден оплачивать энергию, которая не была использована фактически. Принцип работы УКРМ заключается в подключении к сети необходимого в данный момент времени количества конденсаторов для известного мгновенного значения реактивной мощности. Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии , проверенной 23 декабря ; проверки требуют 12 правок. Мероприятия по компенсации реактивной мощности на предприятии позволяют: В составе регулятора имеется процессор контролирующий напряжение, уровень гармоник, температуру, состояние конденсаторов и обеспечивающий аварийное отключение в критических случаях; Коммутационные устройства, подключающие и отключающие источники реактивной мощности в необходимом количестве в зависимости от команд регулятора. В зависимости от технических требований, используются различные коммутационные устройства: Конденсаторные электромагнитные контакторы - статическая компенсация. Защитные устройства обеспечивающие отключение всей установки или группы конденсаторов [2]. Реактивная мощность Коэффициент мощности Контактор. Издательский дом МЭИ, Компенсация реактивной мощности Исследование бытовых компенсаторов реактивной мощности энергосберегателей Дмитрий Макаров, Компенсация реактивной мощности, Для улучшения этой статьи желательно: Проставив сноски , внести более точные указания на источники. Найти и оформить в виде сносок ссылки на независимые авторитетные источники , подтверждающие написанное.
Режим работы электрической системы характеризуется значениями показателей ее состояния, называемых параметрами режимов. Все процессы в электрических системах можно охарактеризовать тремя параметрами: Но для удобства расчетов режимов применяются и другие параметры, в частности, реактивная и полная мощность. Произведение показаний вольтметра и амперметра в цепи переменного тока называется полной мощностью. Для трехфазной цепи она выражается формулой: Активная мощность трехфазного переменного тока определяется по формуле: Угол ф указывает сдвиг по фазе тока и напряжения. Реактивная мощность находится также из выражения: Следует помнить об условности толкования Q как мощности. Только активная мощность и энергия могут совершать работу и преобразовываться в механическую, тепловую, световую и химическую энергию. Активная мощность обусловлена преобразованием энергии первичного двигателя, полученной от природного источника, в электроэнергию. Реактивная мощность не преобразуется в другие виды мощности, не совершает работу, и поэтому называется мощностью условно. Реактивная мощность идет на создание магнитного и электрических полей. Для анализа режимов в цепях синусоидального тока реактивная мощность является очень удобной характеристикой, широко используемой на практике. Особенностью производства и потребления электроэнергии является равенство выработанной и израсходованной в единицу времени электроэнергии мощности. Следовательно, в электрической системе должно выполняться равенство баланс для активных мощностей: Основная доля выработанной мощности идет на покрытие нагрузки потребителей. Суммарные потери на передачу зависят от протяженности линий электрических сетей, их сечений и числа трансформаций и находятся в пределах Нагрузка собственных нужд электростанций зависит от их типа, рода топлива и типа оборудования; она составляет для тепловых электростанций. Равенство 4 позволяет определить рабочую активную мощность системы. Располагаемая мощность генераторов Рг. При нарушении баланса активных мощностей, например, если 6 происходит снижение частоты в системе. В электрической системе суммарная генерируемая реактивная мощность должна быть равна потреб- мощности, источниками которой являются только генераторы электростанций, реактивная мощность генерируется как ими, так и другими источниками, к которым относятся воздушные и кабельные линии разных напряжений Эл, а также установленные в сетях источники реактивной мощности ИРМ компенсирующие устройства — КУ мощностью Q Поэтому баланс реактивной мощности в электрической системе представляется уравнением: В линиях напряжением кВ и выше генерация реактивной мощности зарядная мощность компенсирует реактивные потери в линиях и может превысить их. Таким образом, при выборе активной мощности генераторов энергосистемы по условию баланса активных мощностей и при работе генераторов с номинальным коэффициентом мощности генерируемая суммарная реактивная мощность без дополнительно используемых ИРМ может оказаться меньше требуемой по условию баланса реактивных мощностей: Для получения баланса реактивных мощностей вблизи основных потребителей реактивной мощности устанавливают дополнительные источники с выдаваемой реактивной мощностью QKy. При избытке реактивной мощности в системе, то есть при 10 в элементах электрической сети возникают перетоки реактивной мощности, встречные направлению потоков активной мощности, что приводит к повышению напряжений в узлах и увеличению потерь мощности. Данный режим характерен для периода минимальных нагрузок в системе. Отсюда возникает задача оптимизации режима реактивной мощности в системе электроснабжения промышленного предприятия, выбора типа и мощности, а также места установки компенсирующих устройств. В системах электроснабжения городов с коммунально-бытовой нагрузкой компенсирующие устройства обычно не устанавливаются. В качестве средств компенсации реактивной мощности используются статические конденсаторы напряжением до и выше 1 кВ и синхронные двигатели. При выборе средств компенсации реактивной мощности в системах электроснабжения промышленных предприятий необходимо различать две группы промышленных сетей в зависимости от состава их нагрузок:. В данном разделе рассматриваются вопросы компенсации реактивной мощности в промышленных сетях общего назначения. Значения наибольших реактивной и активной нагрузок предприятия сообщаются в энергосистему для определения значения экономически оптимальной реактивной мощности, которая может быть передана предприятию в режимах наибольшей и наименьшей активных нагрузок энергосистемы, соответственно Оэ1 и Оэ2. По реактивной мощности Оэ1 определяется суммарная мощность компенсирующих устройств предприятия, а в соответствии с заданным значением Оэ2 — регулируемая часть компенсирующих устройств. Суммарная мощность компенсирующих устройств: Рассмотрим основные виды электроприемников различного технологического назначения, электропотребителей разных отраслей промышленности, характер их нагрузок и особенности режимов работы. Электродвигатели применяются в приводах различных производственных механизмов на всех промышленных предприятиях. Электропривод представляет собой комплекс электрических машин, аппаратов и систем управления, в котором электродвигатели конструктивно связаны с исполнительным механизмом и преобразуют электрическую энергию в механическую работу. В установках, не требующих регулирования скорости в процессе работы, применяются исключительно электроприводы переменного тока асинхронные и синхронные двигатели. Электротермические приемники в соответствии с методами нагрева делятся на следующие группы: Наибольшее распространение в цеховых электрических сетях напряжением 0,38 кВ имеют печи сопротивления и установки индукционного нагрева. Печи сопротивления прямого и косвенного действия имеют мощность до кВт и подключаются к сети напряжением: Печи повышенной частоты питаются от вентильных преобразователей частоты, к которым подводится переменный ток напряжением 0,4 кВ. Индукционные печи имеют низкий коэффициент мощности: Электросварочные установки переменного тока дуговой и контактной сварки представляют собой однофазную неравномерную и несинусоидальную нагрузку с низким коэффициентом мощности: Электрохимические и электролизные установки работают на постоянном токе, который получают от преобразовательных подстанций, выпрямляющих трехфазный переменный ток. Коэффициент мощности установок — 0, Установки электрического освещения с лампами накаливания, люминесцентными, дуговыми, ртутными, натриевыми, ксеноновыми лампами применяются на всех предприятиях для внутреннего и наружного освещения. В производственных цехах в настоящее время применяются преимущественно дуговые ртутные лампы высокого давления типов ДРЛ и ДРИ В. Лишь лампы накаливания имеют коэффициент мощности 1,0. В настоящее время наиболее распространенное выражение реактивной нагрузки асинхронного двигателя АД имеет вид: Для удобства расчетов преобразуем формулу. На промышленных предприятиях применяют следующие компенсирующие устройства: График зависимостей коэффициента от активной номинальной мощности и числа пар полюсов п АД. График зависимостей коэффициента реактивной мощности от коэффициента загрузки для АД различных групп мощностей Синхронные двигатели как источник реактивной мощности. Основное назначение синхронных двигателей — выполнение механической работы, следовательно, он является потребителем активной мощности. При перевозбуждении СД его Э. При не до возбужден ии СД является потребителем реактивной мощности. При некотором режиме возбуждения СД его коэффициент мощности равен единице. Изменение тока возбуждения позволяет плавно регулировать генерируемую СД реактивную мощность. Затраты на генерацию двигателями реактивной мощности определяются в основном стоимостью связанных с этим потерь активной мощности в самом двигателе. Потери активной мощности в СД зависят от генерируемой ими реактивной мощности, причем, чем меньше номинальная мощность СД и его частота вращения, тем больше эти потери. Следовательно, маломощные двигатели с малой частотой вращения неэкономичны в качестве ИРМ. В качестве ИРМ обычно используют СД на номинальное напряжение 6 или 10 кВ, недогруженные по активной мощности. Значения реактивной мощности, которую можно получить от СД, зависят от его загрузки активной мощностью и относительного напряжения на зажимах двигателя; Силовые конденсаторы. Силовые конденсаторы — специальные однофазные или трехфазные емкости, предназначенные для выработки реактивной мощности. Схемы присоединения конденсаторных батарей: Реактивная мощность, вырабатываемая конденсатором: В установках с большей мощностью и на большее напряжение применяют батареи конденсаторов с параллельным и последовательно-параллельным включением элементов. Увеличение номинального напряжения конденсаторной батареи достигается последовательным включением элементов, а для увеличения мощности применяют параллельное соединение элементов. Обычно конденсаторы включаются в сеть по схеме треугольника рис. При отключении конденсаторов необходимо, чтобы запасенная в них энергия разряжалась автоматически на постоянный трансформатор напряжения. Конденсаторы по сравнению с СД обладают следующими преимуществами: К недостаткам конденсаторов относят зависимость генерируемой реактивной мощности от напряжения, недостаточную стойкость к токам КЗ и перенапряжениям, чувствительность к искажениям формы кривой подводимого напряжения, невозможность плавного изменения мощности конденсаторной установки. После определения суммарной мощности компенсирующих устройств Оку, требуемых к установке в системе электроснабжения промышленного предприятия по условиям питающей энергосистемы, необходимо решить задачу размещения и выбора типа КУ в сетях промышленного предприятия. Суммарная мощность КУ обеспечивается возможным использованием располагаемой реактивной мощности синхронных двигателей Осд и установкой в сетях батарей конденсаторов напряжением до и выше 1 кВ, то есть соответственно QBH и Обв: Реактивная мощность QT, протекающая через один трансформатор цеховой ТП, определяется по условию минимума потерь активной мощности без учета активных сопротивлений кабельных линий сети напряжением 10 кВ для группы из NT трансформаторов с одинаковой номинальной мощностью: По полученному значению QgHj следует определить стандартное значение мощности конденсаторной установки QKyj. Расчеты показали, что передача реактивной мощности в сеть напряжением до 1 кВ оказывается невыгодной, если это вызывает увеличение числа трансформаторов сверх необходимого числа вследствие большой стоимости комплектных трансформаторных подстанций. Мощность компенсирующих устройств в сети напряжением выше 1 кВ определяется по условию баланса реактивной мощности на шинах вторичного напряжения главной понижающей подстанции. Если в системе электроснабжения имеются высоковольтные СД, которые могут быть использованы как ИРМ, то определяется их располагаемая реактивная мощность, и если их мощность С недостаточна для соблюдения условий баланса, то определяется мощность батарей конденсаторов высокого напряжения: Не рекомендуется устанавливать конденсаторы напряжением выше 1 кВ на бесшинных цеховых подстанциях, на которых трансформаторы присоединены наглухо или через разъединитель, выключатель нагрузки и предохранитель, так как присоединение конденсаторных установок к этим подстанциям вызовет их усложнение и удорожание. Нерегулируемые конденсаторные установки на напряжение до 1 кВ обычно присоединяются к цеховым распределительным пунктам, магистральным шинопроводам, если этому не препятствует окружающая среда. Место установки регулируемых конденсаторных установок напряжением до 1 кВ выбирается с учетом требований регулирования напряжения или реактивной мощности. Точка присоединения БН одной батареи конденсаторов к магистральному шинопроводу ШМА определяется ориентировочно: Не рекомендуется чрезмерное дробление мощности конденсаторных установок в сетях напряжением до и выше 1 кВ, так как это приводит к значительному увеличению удельных затрат на отключающую аппаратуру, измерительные приборы, конструкции и прочее на 1 квар установленной мощности батареи. Единичная мощность БК на напряжении выше 1 кВ принимается не менее квар, если присоединение выполняется с помощью отдельного выключателя. В сетях низшего напряжения не рекомендуется применять БК мощностью менее 30 квар. Если расчетная мощность БК на отдельных участках получается менее указанных значений, то БК на них не устанавливается. Для регулирования потребления реактивной мощности используется автоматическое регулирование возбуждения синхронных машин и регулирование батарей конденсаторов. Регулирование конденсаторами реактивной мощности может вестись только ступенями путем деления батарей на части. Чем больше число таких ступеней, тем совершеннее регулирование, но тем больше затраты на установку переключателей и защитной аппаратуры. Обычно мощность батарей конденсаторов разделяется на две ступени:. Ступенчатое регулирование батарей конденсаторов может производиться как вручную, так и автоматически. Автоматическое регулирование конденсаторных батарей может производиться в функции:. Схема влияния установки компенсирующих устройств на параметры режимов электрической сети. Поэтому на напряжении до 1 кВ для коммутации БК обычно применяют контакторы, на напряжении выше 1 кВ — воздушные, элегазовые или вакуумные выключатели. Для устранения переходных процессов при коммутации БК вместо выключателей можно использовать тиристорные ключи, которые позволяют включать конденсаторы в тот момент, когда мгновенное напряжение на конденсаторах равно напряжению сети, и отключать их, когда мгновенное значение тока в конденсаторах равно нулю. Установка компенсирующих устройств влияет на параметры режимов электрической сети, изменяя токи в ветвях и напряжения в узлах. Рассмотрим влияние компенсации реактивной мощности на примере одной ветви схемы рис. Уменьшение полных мощностей и токов. При наличии в конце ветви КУ мощностью QK полная мощность, протекающая в ветви при номинальном напряжении UH0M: Снижение нагрузочных потерь мощности. Для каждой ветви с активным R и реактивным X сопротивлением потери полной мощности определяются как: Как видно из этих зависимостей, уровень соотношения I2 в первую очередь определяется степенью компенсации реактивной мощности и коэффициентом реактивной мощности. Потери напряжения при номинальном напряжении на потребителе: Очевидно, что компенсация реактивной мощности оказывает наибольшее влияние на потери напряжения в элементах с большим значением е, то есть в элементах с преобладанием реактивного сопротивления, каковыми являются трансформаторы и воздушные линии. Характерными резкопеременными нагрузками являются сварочные нагрузки на машиностроительных предприятиях, дуговые печи, прокатные станы и др. Главные приводы прокатных станов оснащаются регулируемыми вентильными преобразователями. Нагрузки с регулируемыми вентильными преобразователями характеризуются большим потреблением реактивной мощности. Резкопеременный характер потребления реактивной мощности вызывает колебания напряжения в сети. Однолинейная схема питающей сети с конденсаторными батареями и фильтрами высших гармоник а и схема замещения б. Управляемые вентильные преобразователи, кроме того, значительно искажают форму кривой питающего напряжения. Нагрузки дуговых печей ввиду неравномерности потребления тока по фазам могут вызывать значительную несимметрию напряжения. Все изложенное обусловливает принципы компенсации реактивной мощности, существенно отличающиеся от общепринятых в сетях с так называемой спокойной нагрузкой. Особенности компенсации реактивной мощности в сетях с резкопеременной и вентильной нагрузкой заключаются в следующем:. Сущность явлений резонанса удобно рассмотреть на примере простой схемы электроснабжения промышленного предприятия, показанной на рис. На схеме показаны три основных элемента, участвующих в резонансном процессе:. Однолинейная схема защиты конденсаторной батареи от высших гармоник. При отсутствии емкостных элементов при отключении БК частотные характеристики Хс линейны. Нелинейность частотной характеристики питающей сети объясняется тем, что при включении БК образуется параллельный LC-контур, состоящий из индуктивного сопротивления питающей сети и емкостного сопротивления конденсатора. Таким образом, изменяются частотные характеристики систем и возникают условия для возникновения резонанса на частотах, превышающих промышленную частоту 50 Гц. Вентильные преобразователи генерируют в сеть спектр гармоник, начиная с пятой, поэтому в каждом конкретном случае необходим расчет токовой нагрузки БК резонансной группой гармоник вплоть до 59, 61, 71 гармоник. Батареи конденсаторов, предназначенные для компенсации реактивной мощности в сетях, питающих нелинейную нагрузку, для их нормальной работы необходимо защищать реакторами, устанавливаемыми последовательно с конденсаторами рис. Бланки ПС Сбыт ОТ. Стартовая Статьи Документация Подстанции Распределительные сети Охрана труда Воздушные линии Энергонадзор Гражданская оборона Разное Книги Законы Правила Оборудование РЗиА Учеба Разное Оборудование Справка Подстанции Трансформаторы Практика Теория Статьи Справка Выключатели Разъединители ТТ и ТН Кабели Силовые кабели Провода и шнуры Кабельная арматура ВЛ Низковольтное РЗАиА Эл. Параметры режимов электрических систем Режим работы электрической системы характеризуется значениями показателей ее состояния, называемых параметрами режимов. Баланс реактивных мощностей В электрической системе суммарная генерируемая реактивная мощность должна быть равна потреб- мощности, источниками которой являются только генераторы электростанций, реактивная мощность генерируется как ими, так и другими источниками, к которым относятся воздушные и кабельные линии разных напряжений Эл, а также установленные в сетях источники реактивной мощности ИРМ компенсирующие устройства — КУ мощностью Q Поэтому баланс реактивной мощности в электрической системе представляется уравнением: Исходные положения по компенсации реактивной мощности в системах электроснабжения промышленных предприятий При выборе средств компенсации реактивной мощности в системах электроснабжения промышленных предприятий необходимо различать две группы промышленных сетей в зависимости от состава их нагрузок: Основные потребители реактивной мощности на промышленных предприятиях Рассмотрим основные виды электроприемников различного технологического назначения, электропотребителей разных отраслей промышленности, характер их нагрузок и особенности режимов работы. Потребление реактивной мощности асинхронными двигателями В настоящее время наиболее распространенное выражение реактивной нагрузки асинхронного двигателя АД имеет вид: Для удобства расчетов преобразуем формулу в следующую: Источники реактивной мощности компенсирующие устройства На промышленных предприятиях применяют следующие компенсирующие устройства: График зависимостей коэффициента от активной номинальной мощности и числа пар полюсов п АД для компенсации реактивной мощности — синхронные двигатели и параллельно включаемые батареи силовых конденсаторов; для компенсации реактивных параметров передачи — батареи силовых конденсаторов последовательного включения. Размещение компенсирующих устройств в системах электроснабжения промышленных предприятий После определения суммарной мощности компенсирующих устройств Оку, требуемых к установке в системе электроснабжения промышленного предприятия по условиям питающей энергосистемы, необходимо решить задачу размещения и выбора типа КУ в сетях промышленного предприятия. Обычно мощность батарей конденсаторов разделяется на две ступени: Автоматическое регулирование конденсаторных батарей может производиться в функции: Схема влияния установки компенсирующих устройств на параметры режимов электрической сети Поэтому на напряжении до 1 кВ для коммутации БК обычно применяют контакторы, на напряжении выше 1 кВ — воздушные, элегазовые или вакуумные выключатели. Влияние компенсирующих устройств на параметры режимов электрических сетей Установка компенсирующих устройств влияет на параметры режимов электрической сети, изменяя токи в ветвях и напряжения в узлах. Батареи конденсаторов в сетях с резкопеременной и вентильной нагрузкой Характерными резкопеременными нагрузками являются сварочные нагрузки на машиностроительных предприятиях, дуговые печи, прокатные станы и др. Однолинейная схема питающей сети с конденсаторными батареями и фильтрами высших гармоник а и схема замещения б Управляемые вентильные преобразователи, кроме того, значительно искажают форму кривой питающего напряжения. Особенности компенсации реактивной мощности в сетях с резкопеременной и вентильной нагрузкой заключаются в следующем: Компенсация постоянной составляющей реактивной мощности необходима для уменьшения потребления реактивной мощности от энергосистемы. Компенсация переменной составляющей реактивной мощности преследует цель уменьшения колебаний напряжения в питающей сети; ввиду быстрых изменений потребляемой реактивной мощности необходимо применение быстродействующих компенсирующих устройств, способных изменять регулируемую реактивную мощность со скоростью, соответствующей скорости наброса и сброса потребляемой реактивной мощности; ограничивается применение батарей конденсаторов для компенсации постоянной составляющей реактивной мощности в сети с резкопеременной вентильной нагрузкой. Это обусловлено наличием в сети высших гармоник тока и напряжения при работе вентильных преобразователей, которые приводят к значительным перегрузкам батарей конденсаторов; при наличии в сети высших гармоник тока и напряжения включение конденсаторов приводит к резонансным явлениям на частотах высших гармоник, что ведет к нарушению нормальной работы БК. На схеме показаны три основных элемента, участвующих в резонансном процессе: Однолинейная схема защиты конденсаторной батареи от высших гармоник вентильный преобразователь как источник высших гармоник с сопротивлениями Хпр и Rnp — индуктивно-активная цепь в схеме замещения; батарея конденсаторов С и RK — емкостно-активная цепь в схеме замещения.
Сколько получают декретные на второго ребенка
Ниссан санни датчик коленвала где находится
Массаж при простатите в домашних условиях
Лев гороскоп характеристика знака
Урсосан инструкция по применению побочные действия