Компенсации реактивной мощности: Что такое Компенсация реактивной мощности?

Способы и средства компенсации реактивной мощности в системах электроснабжения

Анонс: Технически корректная концепция средств и способов компенсации реактивной мощности. Активные и пассивные средства компенсации реактивной мощности. Способы компенсации реактивной мощности в системах электроснабжения.

Средства компенсации реактивной мощности – любые устройства и мероприятия, посредством которых можно целенаправленно воздействовать на баланс реактивной мощности в системах электроснабжения, причем и путем уменьшения потребляемой, и увеличения генерации реактивной мощности. Способы компенсации реактивной мощности – системное применение средств по определенным схемам, оптимальным реактивной нагрузке систем электроснабжения.

Средства компенсации реактивной мощности в системах электроснабжения.

Все средства компенсации реактивной мощности в системах электроснабжения условно делят на пассивные и активные, причем реализация пассивных средств приводит к уменьшению объемов потребляемой реактивной мощности, а активные средства генерируют реактивную мощность и интегрируются в электрические сети в соответствии с оптимальным способом компенсации.

Пассивные средства компенсации реактивной мощности.

Типовыми средствами компенсации реактивной мощности, используемыми для разгрузки сети по реактивным токам, сегодня являются:

• организационно-технические мероприятия по оптимизации административных, производственных и технологических процессов, позволяющие обеспечить улучшение энергетического режима работы энергоприемников – оборудования, устройств, систем.
  Это замена устаревшего не энергоэффективного оборудования, модернизация систем освещения, контроля и управления процессами, не одновременное, а распределенное (несмимметричное) пол времени включение реактивных нагрузок, оптимизация режима работы подразделений и т.д. и т.п;
• использование переключения с треугольника на звезду статорных обмоток асинхронных двигателей с загрузкой в часы работы менее, чем на 40%;
• снижение объемов потребляемой реактивной мощности за счет отключения асинхронных двигателей, работающих на холостом ходу, а также вывода из эксплуатации (или отключения) трансформаторов с загрузкой менее, чем на треть;
• применение в проектах и замена в действующих приводах асинхронных двигателей синхронными, где это допустимо в техническом и технологическом аспектах;
• модернизация приводов с применением тиристорного управления регулированием напряжения, преобразователей с заменой на модели с большим числом фаз выпрямления;
• интеграция в электрические сети систем с искусственной коммутацией вентилей или ограничениями по генерации токов высших гармоник;
• применение в новых сегментах электрической сети и поэтапная замена действующих реактивных нагрузок на оборудование, устройства, сертифицированные по энергосбережению.

Активные средства компенсации реактивной мощности.

К активным средствам компенсации реактивной мощности, генерирующим реактивную энергию в электрические сети, относят:

• единичные косинусные конденсаторы и конденсаторные батареи, применяемые в способах индивидуальной и групповой компенсации реактивной мощности;
• конденсаторные батареи с коммутационной аппаратурой, средствами защиты и управления – комплектные установки повышения коэффициента мощности – нерегулируемые и автоматические с релейными контакторами;
• синхронные двигатели и их разновидность – синхронные компенсаторы, работающие без нагрузки на валу и используемые для стабилизации напряжения в точке подключения в пределах интервала ±5% от номинального значения;
• многоступенчатые установки коррекции коэффициента мощности на конденсаторных батареях и с тиристорными ключами. Установка устройств с тиристорными ключами дает возможность снизить броски тока при включении ступеней – конденсаторных батарей и риски перенапряжения при отключении ступеней;
• статические тиристорные компенсаторы реактивной мощности – мостовые генераторы реактивной мощности с индуктивным накопителем, реакторы насыщения с нелинейной или линейной вольтамперной характеристикой, а также последовательным подключением встречно-параллельных управляемых вентилей – работающие принципу прямой и косвенной компенсации.
• тиристорные компенсаторы реактивной мощности для сетей с резкопеременной нагрузкой напряжением 6-10 кВ, тиристорно-реакторные группы для ЛЭП и т.д.

Способы компенсации реактивной мощности в системах электроснабжения.

Среди популярных способов выделяют централизованную (по стороне высшего и низшего напряжения), групповую, индивидуальную и комбинированную компенсацию реактивной мощности, а в качестве комбинированной обычно используется централизованная в сочетании с групповой и/или индивидуальной.

Рис. Способы компенсации реактивной мощности: а – централизованная по стороне высшего напряжения, б – централизованная по стороне низшего напряжения, в – групповая (посекционная), г – индивидуальная, где штриховым обозначением показаны электрические сети, разгруженные от перетоков реактивной мощности.

Выбор средства и способа компенсации реактивной мощности, установка устройств и обслуживание осуществляется профильной компанией по результатам энергетического аудита объекта, что позволяет исключить риски перекомпенсации и минимизировать объемы недокомпенсированной мощности для конкретной электрической сети с реактивными нагрузками.

Зачем нужна компенсация реактивной мощности?

Компенсация реактивной мощности на предприятии позволяет существенно сократить расход электроэнергии, снизить нагрузку на кабельные сети и трансформаторы, продлив тем самым их ресурс.

Где необходимы конденсаторные установки?

Как известно Основные потребители электроэнергии на промышленных предприятиях являются такие индуктивные приемники, как асинхронные электродвигатели, трансформаторы, индукционные установки и т. д. Работа этих приемников связана с потреблением реактивной энергии для создания электромагнитных полей.

Реактивная энергия («паразитная» энергия) не производит полезной работы, а, циркулируя между приемником и источником тока, приводит к дополнительной загрузке линий электропередачи и генераторов и, следовательно, снижает коэффициент мощности сети.

Наличие реактивной мощности является неблагоприятным фактором для сети в целом
В результате этого:

• Возникают дополнительные потери в проводниках вследствие увеличения тока
• Снижается пропускная способность распределительной сети
• Отклоняется напряжение сети от номинала (падение напряжения из-за увеличения реактивной составляющей тока питающей сети).

Показателем потребления реактивной мощности является коэффициент мощности (КМ), численно равный косинус угла (ɸ) между током и напряжением. КМ потребителя определяется как отношение потребляемой активной мощности к полной, действительно взятой из сети, т.е.: COS(ɸ)=Р/S. Этим коэффициентом принято характеризовать уровень реактивной мощности двигателей, генераторов и сети предприятия в целом. Чем ближе значение COS(ɸ) к единице, тем меньше доля взятой из сети реактивной мощности.

Таким образом, применение Конденсаторных установок остро необходимо на предприятиях, использующих:

1. Асинхронные двигатели (cos(ɸ) ~0.7)
2. Асинхронные двигатели, при неполной загрузке (cos(ɸ) ~0.5)
3. Выпрямительные электролизные установки (cos(ɸ) ~0.6)
4. Электродуговые печи(cos(ɸ) ~0.6)
5. Индукционные печи(cos(ɸ) ~0,2-0.6)
6. Водяные насосы(cos(ɸ) ~0.8)
7. Компрессоры(cos(ɸ) ~0.7)
8. Машины, станки(cos(ɸ) ~0.5)
9. Сварочные трансформаторы(cos(ɸ) ~0. 4)
10. Лампы дневного света(cos(ɸ) ~0,5-0.6)

Для повышения коэффициента мощности применяют силовые конденсаторы и конденсаторные установки, являющиеся наиболее выгодными источниками получения реактивной мощности.

Плюсы от внедрения Установок компенсации реактивной мощности:

1. Снижение потребления электроэнергии (от 10-20%, а при cos φ (0,5 и менее) потребность в электроэнергии может сократиться более чем на 30%)и как следствие уменьшение платежей (за счет «исключения» реактивной энергии из сети)
2. Уменьшение нагрузки (до 30%) элементов распределительной сети (подводящих линий, трансформаторов и распределительных устройств), тем самым продлевается их срок службы
3. Увеличение пропускной способности системы электроснабжения потребителя (от 30-40%), что позволит подключить дополнительные мощности без увеличения стоимости сетей.

Увеличение КМ решается подключением к сети конденсаторных батарей, производящих реактивную энергию в количестве, достаточном для компенсации реактивной мощности, возникающей в нагрузке.

Способы компенсации

Наиболее выгодный способ компенсации определяется конкретными условиями данного предприятия, и его выбор производится на основании технико-экономических расчетов и рекомендаций наших специалистов. Как правило, компенсация должна производиться в той же сети (на том же напряжении), к которой подключен потребитель, что обеспечивает минимальные потери.

Какие решения мы предлагаем

Наша Компания предлагает полный спектр услуг:

1. Проведение выездных замеров параметров качества электроэнергии.
2. Подготовка проекта, подбор необходимого оборудования с экономическим обоснованием его внедрения (с конкретными сроками окупаемости установок и денежной экономии).
3. Изготовления оборудования, как серийного исполнения, так и нестандартного (учитывающую специфику конкретного предприятия).
4. Проведение шеф монтажных работ, а также гарантийное и после гарантийное обслуживание.
   
   Мы можем предложить как типовые решения, так и спроектировать, изготовить и внедрить на предприятии Заказчика уникальную систему компенсации реактивной мощности, учитывающую специфику конкретного предприятия.

В зависимости от потребности Заказчика установки могут изготавливаться как для внутренней, так и для уличной установки. Кроме этого возможен монтаж установок внутри утепленного блок-контейнера.

Для предприятий с резкопеременной нагрузкой (предприятия с большим количеством подъемно-транспортного оборудования, мощного сварочного оборудования и т.д.) мы предлагаем тиристорные конденсаторные установки, которые обеспечивают переключение ступеней конденсаторов с задержкой не более 20 мс.

Что такое реактивная мощность? Что такое компенсация?

Я не хочу объяснять десятки определений, которые вы можете найти в Интернете. Позвольте мне объяснить это кратко. Когда вы хотите выпить чашку кофе, вы видите, что на дне чашки есть молотый кофе. К сожалению, невозможно представить себе чашку кофе без молотого. Хотя никто из нас не употребляет использованную кофейную гущу, она есть, занимая место в чашке.

Точно так же, когда мы требуем энергии от сети, энергия строит свои собственные основания. Мы называем их «реактивной мощностью». А сам кофе – это действующая сила. Метод, который мы используем для устранения кофейной гущи из потребляемой нами энергии, называется компенсацией реактивной мощности.

Вы можете найти много технических объяснений того, почему генерируется реактивная мощность. Однако я предпочитаю более полезные ответы. Потому что чем больше люди понимают компенсацию и реактивную мощность, тем быстрее наша страна наступит лучшие дни. Проще говоря, почти все продукты (нагрузки), подключенные к сети, используют реактивную мощность.

Представьте, что проволока намотана на цилиндр: это называется катушкой. Двигатели и генераторы (а также трансформаторы) на самом деле представляют собой большие катушки. Когда мы пропускаем ток через катушку, катушка действует как магнит. Предположим, мы поместили магнит в центр генератора. Вращение магнита с постоянной скоростью перемещает нагрузки на другие катушки вокруг генератора. В результате вы генерируете ток на проводах вне изделия, потому что вращаете магнит внутри него. Принцип работы двигателей прямо противоположный. Трансформатор в основном представляет собой генератор, центр и окружность которого состоят из неподвижных катушек. Катушки также называют индукторами, а энергию, которую они используют, называют индуктивной реактивной мощностью. Например, лифты, автоматические двери, насосы и даже балласты люминесцентных ламп являются индуктивными нагрузками. Шунтирующие реакторы используются для подачи индуктивной энергии в систему.

Держите два проводника очень близко друг к другу и используйте изолятор, чтобы предотвратить их контакт друг с другом. Этот механизм называется конденсатором (конденсатором). Этот компонент, который повсеместно известен как «конденсатор», в энергетике называется конденсатором. Я думаю, причина этого в том, чтобы отличить его от компонента, используемого в электронных схемах. Популярные в последнее время электронные устройства (например, ИБП) и светодиодные системы освещения генерируют емкостную реактивную мощность. Конденсаторы используются для того, чтобы система потребляла емкостную мощность.

Упомянутая выше реактивная мощность не потребляется нагрузками. Он непрерывно вытягивается и отправляется обратно на завод-изготовитель. Поскольку мощность передается по физическим линиям передачи, это вызывает нагрузку на линии. По этой причине, если реактивная мощность превышает определенный предел, основанный на активной мощности, используемой потребителем, потраченные впустую национальные ресурсы компенсируются потребителем в качестве штрафа.

Поскольку слово «штраф» звучит не очень хорошо, в отрасли его называют «ценой реактивной мощности». Если вы видите цену в индуктивных и емкостных столбцах, кроме активного столбца в вашем счете за электроэнергию, это штраф, наложенный на вас. В конце концов, штраф отражается в счете за электроэнергию, и это потребление означает растрату наших национальных ресурсов, в то время как потребитель несет дополнительные убытки.

Мы уже говорили, что не бывает кофе без остатков молотого кофе. Но сеть не хочет, чтобы мы рисовали здесь землю. По этой причине мы компенсируем землю, интегрируя конденсаторы в систему. Когда мы это делаем, мы не вызываем нагрузку на линии, что позволяет избежать штрафов. Этот процесс называется компенсацией реактивной мощности (коррекцией коэффициента мощности).

Когда бы вы ни фотографировали свою систему, соотношение кофе и молотого всегда кажется другим. Причина этого в том, что широкий диапазон нагрузок включается и отключается в течение дня. Реле контроля реактивной мощности (регуляторы коэффициента мощности) постоянно проверяют соотношение молотого кофе и кофе на всех трех фазах, чтобы убедиться, что молотый кофе компенсируется конденсаторами или, наоборот, компенсируется шунтирующими реакторами.

Автор: Берке Эрем

Компания: Entes Elektronik

Должность: Менеджер по стратегическому планированию 3

Верхний обрезанный слайд

Загрузить в read offline

Бизнес

Реклама

Реклама

Компенсация реактивной мощности

1. ПРЕЗЕНТАЦИЯ ПО РЕАКТИВНОЙ КОМПЕНСАЦИЯ МОЩНОСТИ К К.С.С. ВЕНКАТА САТЬЯ НАВЕН С.МАНОЙ КУМАР
2. СОДЕРЖАНИЕ  Введение  Реактивная мощность  Потребность в реактивной мощности  Необходимость компенсации реактивной мощности  Шунтовая компенсация  Серийная компенсация  Статические компенсаторы реактивной мощности (SVC)  Статические компенсаторы (СТАТКОМ)  Синхронный конденсатор  Заключение  Ссылки
3. ВВЕДЕНИЕ  Компенсация реактивной мощности (VAR) определяется как управление реактивной мощностью для повышения производительности систем переменного тока. Есть два аспекта: – а) Компенсация нагрузки. Основными задачами являются: i) увеличить коэффициент мощности системы ii) чтобы сбалансировать реальную мощность, получаемую от системы iii) компенсация регулирования напряжения iv) для устранения гармоник тока.
   б) Поддержка напряжения – основная цель – уменьшить колебания напряжения на данном конце линии передачи. Поэтому компенсация реактивной мощности улучшает стабильность переменного тока. системы за счет увеличения максимальной активной мощности, которая может быть передано.
4. ЧТО ТАКОЕ РЕАКТИВНАЯ МОЩНОСТЬ? Мощность называется произведением напряжения на текущий т. е. мощность = V x I Часть электричества, которая устанавливает и поддерживает электрические и магнитные поля переменного тока оборудование. Реактивная мощность должна быть подведена к большинству типы магнитного оборудования, такие как двигатели и трансформаторы. В передаче переменного тока, когда напряжение и ток идет вверх и вниз одновременно, только реальный мощность передается и когда есть сдвиг во времени между напряжением и током как активным, так и реактивным мощность передаются.
5. АНАЛОГИЯ РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ Почему аналогия? Реактивная мощность является важным аспектом система электроснабжения, но та, которую трудно понять мирянином. Аналогия с лошадью и лодкой лучше всего описывает аспект реактивной мощности. Визуализируйте лодку на канале, которую тянут на лошади на берегу канала.
6.  В аналогии с лошадью и лодкой цель лошади (реальная сила) двигать лодку прямо.  Тот факт, что веревку тянут с фланга лошадь, а не прямо за ней, ограничивает способность лошади доставить реальную работу по прямолинейному движению. Следовательно, мощность, необходимая для удержания лодки на плаву навигация по прямой осуществляется движением руля направления (Реактивная сила). Без реактивной мощности не может быть передачи реальной мощности, точно так же без поддержки руля лодка не может двигаться в прямая линия.
7. СИЛОВОЙ ТРЕУГОЛЬНИК  Коэффициент мощности = cosø = реальная мощность / кажущаяся мощность = кВт/кВА  Всякий раз, когда есть фазовый сдвиг между V и I мы имеем: – а) реальная мощность (кВт) б) реактивная (мнимая) мощность (кВАр) в) Комбинация сложная или полная мощность (кВА)=√(кВт)² + (кВАр)² www.8051. in
8. ЗАЧЕМ НУЖЕН РЕАКТИВ ВЛАСТЬ?  При активной нагрузке ток производит тепловую энергию который производит желаемый результат, но в случае индуктивные нагрузки ток создает магнитное поле что в дальнейшем производит желаемую работу. Поэтому реактивная мощность – это нерабочая мощность, вызванная магнитный ток для работы и поддержания магнетизма в Устройство .  Реактивная мощность (варс) требуется для поддержания напряжения для передачи активной мощности (ватт) через передачу линии. При недостаточной реактивной мощности напряжение проседает и невозможно подать необходимая мощность для нагрузки по линиям.
9. Потребность в реактивной мощности Компенсация  Реактивная мощность, генерируемая источником переменного тока, хранится в конденсаторе или реакторе в течение четверти цикла и в следующей четверти цикла отправляется обратно к источнику питания. Поэтому реактивная мощность колеблется между источником переменного тока и конденсатором или реактор на частоте, равной двукратной номинальной значение (50 или 60 Гц). Таким образом, чтобы избежать циркуляции между нагрузка и источник должны быть компенсированы.  Также для регулирования коэффициента мощности системы и поддерживать стабильность напряжения, необходимую для компенсации Реактивная сила .
10. Методы измерения реактивной мощности Компенсация  Шунтовая компенсация  Серийная компенсация  Синхронные конденсаторы  Статические компенсаторы реактивной мощности  Статические компенсаторы
11. Шунтовая компенсация  Устройство, подключенное параллельно линия передачи называется шунтирующим компенсатором. А Шунтовой компенсатор всегда подключается в середине линия передачи. Он может быть предоставлен либо источник тока, источник напряжения или конденсатор.  Идеальный параллельный компенсатор обеспечивает реактивную мощность к системе.  Шунтирующие реакторы используются для уменьшения перенапряжения за счет потребления реактивной мощности, в то время как шунтирующие конденсаторы используются для поддержания уровни напряжения, компенсируя реактивную мощность до линия передачи.
12. Линия передачи с шунтом компенсация
13. Серийная компенсация  Когда устройство соединено последовательно с линия передачи называется последовательным компенсатором. А последовательный компенсатор может быть подключен в любом месте линия.  Есть два режима работы – емкостной режим работы и индуктивный режим работы.  Упрощенная модель системы передачи с последовательным компенсация показана на рисунке . Напряжение величины двух шин предполагаются равными V, а фазовый угол между ними равен δ.
14. Линия передачи с последовательностью компенсация
15. Статические компенсаторы реактивной мощности  Статический компенсатор реактивной мощности (или SVC) представляет собой электрическое устройство для обеспечение реактивной мощностью в передающих сетях. Термин “статический” относится к тому факту, что SVC не имеет движущихся частей (другие чем автоматические выключатели и разъединители, которые не перемещаются под нормальная работа SVC).  SVC представляет собой автоматическое устройство согласования импеданса, предназначенное для приблизить систему к коэффициенту мощности единицы. Если система питания реактивная нагрузка емкостная (опережающая), в СКВ будут использоваться реакторы (обычно в виде реакторов с тиристорным управлением) потребляют vars из системы, снижая системное напряжение.  В индуктивных (запаздывающих) условиях батареи конденсаторов автоматически включается, тем самым обеспечивая более высокое напряжение в системе. www.8051.in
16. ПРЕИМУЩЕСТВА а) Статическая компенсация реактивной мощности не выполняется при линейном напряжении; а группа трансформаторов ступенчато регулирует напряжение передачи (например, 230 кВ) до гораздо более низкого уровня (для например, 9,5 кВ). Это уменьшает размер и количество компоненты. б) Они более надежны. в) Быстрее в работе. d) Может быть обеспечен более плавный контроль и большая гибкость с помощью тиристоров.
17. Статический компенсатор  В устройствах используются синхронные источники напряжения для генерирующие или поглощающие реактивную мощность. А Синхронный источник напряжения (СИН) построен с помощью преобразователя источника напряжения (VSC). Такой Шунт-компенсирующее устройство называется статическим компенсатор или STATCOM .  СТАТКОМ обычно содержит SVS, управляемый от накопительного конденсатора постоянного тока, а SVS подключен к системной шине переменного тока через преобразователь интерфейсов. Трансформатор шагает переменного тока напряжение в системе так, что номинальное напряжение переключатели SVS находятся в заданных пределах.
18. Структура СТАТКОМ  В основном, система СТАТКОМ состоит из  Силовые преобразователи,  Комплект муфты реакторы или ступенчатые повышающий трансформатор,  Контроллер
19. СРАВНЕНИЕ VI ХАРАКТЕРИСТИКИ СВК И СТАТКОМ www.8051.in
20. Преимущества СТАТКОМ www.8051.in  Реактивные компоненты, используемые в STATCOM, значительно меньше, чем в СВК.  Характеристики STATCOM превосходны.  Выходной ток STATCOM можно регулировать до номинальный максимальный емкостной или индуктивный диапазон.  Снижение мощности полупроводниковых силовых преобразователя и конденсаторной батареи до половины от тех, что для обычный СВК.  Лучшая переходная характеристика порядка четверти периода.  Снижение пропускной способности фильтра гармоник.  Уменьшение размера дорогостоящего реактора с воздушным сердечником.  Уменьшение объема оборудования и занимаемой площади.
21. Синхронный конденсатор  Устройство, основной функцией которого является улучшение электрической системы называется синхронной. конденсатор. Он устанавливается на приемном конце линии.  При установке синхронного конденсатора квар в системе, и, следовательно, ток равен уменьшенный .  Таким образом снижаются потери и обеспечивается лучшее эффективность . Следовательно, больше энергии может быть передано на загружает и улучшает pf системы. www.8051.in
22. ЗАКЛЮЧЕНИЕ  Из всего предыдущего обсуждения мы можем сделать вывод, что компенсация реактивной мощности необходимо для повышения производительности переменного тока система. Компенсацией реактивной мощности мы может контролировать коэффициент мощности и уменьшить потребление электроэнергии.