Установка компенсации реактивной мощности (УКРМ)

Виды установок конденсаторных низкого напряжения

• регулируемые многоступенчатые;
• модернизированные тиристорные;
• регулируемые фильтровые;
• нерегулируемые.

Компенсация реактивной мощности в сетях низкого напряжения

Под реактивной мощностью понимается электрическая нагрузка, создаваемая колебаниями энергии электромагнитного поля. В отличие от активной, реактивная мощность, циркулируя между источником и потребителем, не выполняет полезной работы. Принято считать, что реактивная мощность потребляется при индуктивном характере нагрузки (ток отстает от напряжения по фазе) и генерируется при емкостном характере нагрузки (ток опережает напряжение по фазе).

Реактивная мощность запасается в элементах электрической сети, обладающих емкостью и индуктивностью, в виде магнитного и электрического поля.

Основными электроприемниками реактивной мощности на промышленных предприятиях являются асинхронные двигатели - на их долю приходится 60-65 % потребляемой реактивной мощности, 20-25% - на силовые трансформаторы, 10-15 % - на различные преобразователи, реакторы, газоразрядные лампы, линии электропередачи и т.д.

Реактивная мощность производится генераторами электрических станций, синхронными двигателями, синхронными компенсаторами, конденсаторными установками, линиями электропередачи.

В электрических сетях одновременно передается активная и реактивная мощность, геометрическая сумма которых дает значение полной мощности. Связь между этими понятиями описывается треугольником мощностей.

Передача реактивной мощности в распределительных сетях сопровождается различными проблемами:

• увеличение потерь активной мощности;
• снижается уровень производительности рабочих машин, электрических печей, ухудшается качество сварки, снижается световой поток осветительных ламп и прочие технологические последствия;
• увеличение потерь напряжения при передаче электроэнергии во всех звеньях энергосистемы, что приводит к понижению уровня напряжения в точке потребления;
• снижение пропускной способности трансформаторов, линий электропередачи и, как следствие, необходимость увеличения сечения проводников.

Под компенсацией реактивной мощности понимается генерация реактивной мощности Qk в непосредственной близости к узлам нагрузки, что позволяет снизить значение реактивной мощности QP, циркулирующей между источником и потребителями.

В зависимости от места установки компенсирующих устройств выделяется три основных вида компенсации реактивной мощности:

• индивидуальная компенсация: компенсирующие устройства подключаются максимально приближено к потребителю электроэнергии. Данный вид компенсации наиболее эффективен в отношении разгрузки питающей сети от реактивной мощности;
• групповая компенсация: компенсирующие устройства подключаются в точке, питающей одновременно несколько потребителей, что позволяет снизить количество используемых компенсирующих устройств в сравнении с индивидуальной компенсацией;
• централизованная компенсация: компенсирующие устройства подключаются в точке распределения электроэнергии (РП, РУ), что позволяет скорректировать коэффициент мощности питающей сети.

К сетям низкого напряжения (до 1 кВ) промышленных предприятий подключается большая часть электроприемников, потребляющих реактивную мощность. Коэффициент мощности нагрузки обычно не превышает 0,8, при этом сети до 1 кВ электрически удалены от источников питания - энергосистемы или электростанции. В результате передача реактивной мощности приводит к повышенным затратам на увеличение сечений проводов и кабелей, на увеличение мощности трансформаторов, на потери активной и реактивной энергии. Снижение этих затрат обеспечивается компенсацией реактивной мощности в сетях на класс напряжения менее 1 кВ.

Установки конденсаторные низкого напряжения нерегулируемые

Назначение: предназначены для компенсации реактивной мощности в сетях на класс напряжения до 1000 В с фиксированным значением потребляемой реактивной мощности.

*По требованию заказчика возможно изготовление установок с отличными от представленных в таблице требованиями.

Установки конденсаторные низкого напряжения, регулируемые, многоступенчатые

Предназначены для компенсации реактивной мощности в сетях на класс напряжения до 1000 В с переменной нагрузкой. Работа установки основана на микропроцессорном контроллере реактивной мощности. Повышение cos ф в сети осуществляется путем отслеживания в реальном времени значений коэффициента мощности и коррекции его за счёт коммутации необходимой мощности конденсаторов (ступени регулирования).

Установки конденсаторные, модернизированные, тиристорные-УКМТ

В отличие от установок с контакторами конденсаторные установки с тиристорным управлением УКМТ имеют очень высокую скорость переключения: т.к. не требуется задержка срабатывания на время разряда конденсатора.

Применение УКМТ наиболее актуально в сетях с быстропеременной нагрузкой: штамповочное оборудование, сварочное оборудование, подъемно-транспортные механизмы, насосы и компрессоры с переменной производительностью и пр.

Суть работы установок с тиристорными выключателями основана на том, что операции коммутации происходят в момент прохождения напряжения через ноль, т.е. когда напряжения на конденсаторе и в сети равны. Благодаря этому на конденсаторах в момент подключения отсутствуют пиковые броски тока, и срок их службы продлевается.

В связи с отсутствием движущихся механических контактов тиристорные выключатели имеют больший ресурс и практически полностью бесшумны при эксплуатации.

Тиристорные конденсаторные установки имеют быстродействующие предохранители, защищающие тиристоры от перегрузок по току. Также предусмотрена защита тиристоров от перенапряжения в сети.

* По требованию заказчика возможно изготовление установок с отличными от представленных в таблице требованиями.

* По требованию заказчика возможно изготовление установок с отличными от представленных в таблице требованиями.

Компенсация реактивной мощности при наличии несинусоидальных искажений

С развитием современной силовой электроники, оборудования на базе полупроводников, мощных дуговых сталеплавильных печей, прокатных станов и других потребителей с нелинейной и резкопеременной нагрузкой в системах электроснабжения (СЭС) предприятий возникают проблемы, связанные с возникновением несинусоидальных искажений кривых тока и напряжения.

Несинусоидальные искажения неблагоприятно сказываются на работе электрооборудования, систем РЗиА, телемеханики и на надежности СЭС в целом. Это обусловлено в первую очередь ухудшением энергетических показателей предприятия, снижением надежности работы электрических сетей и сокращением срока службы эксплуатируемого оборудования.

Гармонические искажения формируются суммой сигналов основной гармоники (50 Гц) и гармонических составляющих высших частот.

Гармонический спектр получается разложением полученного сигнала тока или напряжения на его гармонические составляющие. Кривая напряжения или тока в таком случае описывается рядом Фурье:

Нормально допустимые и предельно допустимые значения выше представленных коэффициентов регламентируются требованиями действующих государственных стандартов.

При осуществлении мероприятий по компенсации реактивной мощности следует уделить внимание проблеме высших гармонических составляющих по ряду причин:

• сопротивление конденсаторов обратно пропорционально частоте питающего напряжения, в результате малого сопротивления на частоте гармоники увеличивается ток через конденсатор, который приводит к ускоренному старению изоляции, сокращению срока службы оборудования, возникновению недопустимых перегрузок и, как следствие, выход конденсаторов из строя;
• при совпадении фазы результирующего тока и напряжения в колебательном контуре «емкость конденсаторов - индуктивность сети» наступает параллельный резонанс, сопровождаемый резким увеличением тока и выходом оборудования из строя.

Снижение уровня высших гармоник в электрических сетях является одной из основных задач снижения влияния нелинейных нагрузок на питающую сеть и улучшения показателей качества электрической энергии.

Одним из самых эффективных и экономически целесообразных технических решений в области компенсации реактивной мощности при наличии высших гармонических искажений тока является использование фильтровых рассогласующих конденсаторных установок типа ERVA.

Установки конденсаторные низкого напряжения регулируемые, фильтровые

Для предотвращения возникновения резонансных режимов необходимо использовать установки представляющие собой последовательный резонансный контур, образованный дросселем, включенным последовательно с конденсаторами. Такие установки называются рассогласованными фильтрами высших гармоник.

Целью такого подключения является снижение резонансной частоты сети до значения ниже наименьшей высшей гармоники. Мощность дросселя выражается в процентах от мощности конденсатора. Чаще всего используют 5.67%, 7% и 14% дроссели. Каждому значению мощности дросселя соответствует своя резонансная частота. Например, для 7%-го рассогласования резонансная частота составляет 189 Гц. Это значит, что для всех гармоник, частота которых лежит выше 189 Гц, сеть представляет собой индуктивное сопротивление и для них возникновение резонансного режима маловероятно. Тем самым решается проблема ремонта дорогостоящего оборудования, вышедшего из строя в результате воздействия токов высших гармоник.

Установки конденсаторные типа УКМФ предназначены для автоматической компенсации реактивной мощности нагрузок потребителей в сетях общего назначения напряжением 0,4 кВ частоты 50 Гц, при использовании электрической нагрузки с нелинейной вольтамперной характеристикой.

*По требованию заказчика возможно изготовление установок с отличными от представленных в таблице требованиями.