Мифы про устройства компенсации реактивной мощности
Опыт Практикующего инженера: Мифы про устройства компенсации реактивной мощности
За многие годы проектирования, производства и запуска конденсаторных установок мне приходилось сталкиваться с вопросами, которые поначалу приводили в недоумение меня и весь наш техотдел. Они касались и конденсаторных установок, и в целом компенсации реактивной мощности. А иногда звонящие звонят и сразу говорят, что им нужна конденсаторная установка. Казалось бы не Клиент, а мечта. Но при выяснении нюансов оказывалось, что человек ждет от установки того, чего она сделать не может – ни теоретически, ни практически.
В этой статье я расскажу о некоторых заблуждениях, относительно конденсаторных установок – с которыми чаще всего приходилось сталкиваться.
Первый случай. Мы включили конденсаторную установку, но расходы на реактив не уменьшились.
Звонят в техподдержку. Звонящий — не наш Клиент
— Проконсультируйте, пожалуйста. Мы поставили конденсаторную установку, но у нас платежи по реактиву не изменились. В чем причина?
Мы начинаем задавать вопросы для проверки правильности подключения, правильности программирования регулятора. Есть много объективных и субъективных причин, из-за которых устройство компенсации реактива может работать хуже ожидаемого.
По ответам мы понимаем, что все включено правильно, установка расположена и подключена в нужной точке.
Тогда мы предлагаем — отправить нам почасовое потребление реактивной энергии, чтоб удостовериться в правильности параметров самой установки и получаем ответ:
— Я не могу Вам отправить почасовку. У меня счетчик не считает реактив….Мы как платили по среднему до установки конденсаторной, так и платим…
Немая сцена….
Решение:
Мы объяснили, что для начала нужно поменять существующий счетчик на счетчик,который считает все. И актив и реактив. И только после этого можно и правильно подобрать конденсаторную и увидеть экономию. Не получится экономить то, что нельзя посчитать.
Итог:
Заменили счетчик уже Клиенту, через месяц работы посмотрели на параметры и рассчитали требуемые характеристики. Клиенту не пришлось покупать новую КРМ — мы модернизировали существующую (добавили ступеней, уменьшили значение минимальной ступени, заменили регулятор 6-ступенчатый на 8- ступенчатый).
Результат:
Косинус Фи — 0,98
Платит за реактив 15% от того, что платил раньше.
Все (со счетчиком) — окупилось за 4 месяца.
Второй случай. Правда, что конденсаторная установка ПРЕВРАЩАЕТ реактивную энергию в активную.
Для того, чтоб развернуто ответить на этот вопрос, нужно написать в этом посте курс электротехники — поэтому прошу просто поверить мне, как достаточно сведущему человеку.
Это неправда!!!
При подключении конденсаторной установки в сеть, компенсируется реактивная энергия (опять же — не вся) и сокращается потребление активной энергии (в некоторых случаях доходит до 3,2 % — данные из личного опыта).
Все это приводит к уменьшению затрат на электроэнергию. Это тот редкий случай, когда счет от «Гор/Облэнерго» радует.
Но волшебного превращения реактива в актив не происходит.
Третий случай. Мы установили конденсаторную установку, но она не свела реактив к нулю.
Ошибка – считать, что конденсаторная установка уберет полностью реактив. Часть реактивной энергии потребляется оборудованием – например, двигателями. Они генерируют реактив, но часть из него потребляют.
Поэтому, если Вам будут обещать, что сведут реактив к нулю, т.е. в счетах за электричество напротив строки «Реактивная энергия» будет стоять ноль – знайте, что Вас вводят в заблуждение.
Нормальным значение реактивной энергии, является тогда, когда оно в пределах 20-25% от значения потребленной активной энергии. То есть,если в счете за электроэнергию у Вас потребление активной энергии 100000 кВт/ч., а потребление реактивной 20-25000 кВар – значит у Вас все нормально с реактивом и вы платите за реально потребленную реактивную энергию
Четвертый случай: Откровенный обман – компенсация реактивной энергии в быту.
В интернете много рекламы приборов, продавцы которых утверждают, что включив их в сеть – Вы уменьшите расход электроэнергии на 50%. Агрессивность рекламы заставила меня более внимательно изучить их фантастический прибор.
И что оказалось.
Оказывается, что эта дикая экономия достигается благодаря тому, что в сеть подключают конденсаторную батарею (конденсатор), которая:
1. Убирает реактивную энергию
2. Преобразует реактив в актив
И еще много чего делает.
По первому пункту – компенсация реактивной энергии в бытовой сети никак не повлияет на Ваш кошелек, т.к. все бытовые пользователи платят только за активную энергию
По второму пункту – это откровенное введение в заблуждение. В науке нет ни теоретических обоснований подобной возможности, ни практических реализаций.
Подводя черту
Понятно, что не все люди разбираются во всех этих тонкостях, т.к. каждый из нас мастер в своем деле (кроме футбола и политики – тут мы все мастера:).
Именно этим и пользуются господа-придумщики всяких волшебных устройств.
UPD: Тема описанных эконом-устройств более широко раскрыта по ссылке: http://electrik.info/main/voprosy/245-pribory-dlya-yekonomii-yelektroyenergii-mif-ili.html
Надеюсь, данная статья будет вам полезна и оградит от ошибок.
Все,что я и сотрудники Вольт Энерго пишем в разделе «Статьи» на нашем сайте – «основано на реальных событиях» J
Данная статья является авторской работой и интелектуальной собственностью компании Вольт Энерго. При копировании и перепечатывании материала ссылка на сайт voltenergo.com.ua обязательна!
shop.voltenergo.com.ua
| УКРМ VarSet-6 кВАр-слабо загр. сети с авт.выкл.-VLVAW0N03526AA | УКРМ VarSet-125 кВАр-слабо загр. сети с авт.выкл.-VLVAW2N03509AA | УКРМ VarSet-250 кВАр-загр. cети DR2,7 135Гц-VLVAF6P03514AG | УКРМ VarSet-500 кВАр-DR3,8 190Гц (4,2- 210Гц) авт. выкл.- |
| УКРМ VarSet-12,5 кВАр-слабо загр. сети с авт.выкл.-VLVAW0N03527AA | УКРМ VarSet-125 кВАр— DR3,8 190Гц (4,2- 210Гц) авт. выкл.-VLVAF4P03509AA (AD) | УКРМ VarSet-275 кВАр-слабо загр. сети с авт.выкл.-VLVAW3N03515AA | УКРМ VarSet-500 кВАр-загр. cети DR2,7 135Гц-VLVAF6P03520AG |
| УКРМ VarSet-16 кВАр-слабо загр. сети с авт.выкл.-VLVAW0N03502AA | УКРМ VarSet-137,5 кВАр-слабо загр. сети с авт.выкл.-VLVAW2N03531AA | УКРМ VarSet-275 кВАр-DR3,8 190Гц (4,2- 210Гц) авт. выкл.-VLVAF6P03515AA (AD) | УКРМ VarSet-550 кВАр-слабо загр. сети с авт.выкл.-VLVAW5N03521AA |
| УКРМ VarSet-22 кВАр-слабо загр. сети с авт.выкл.-VLVAW0N03503AA | УКРМ VarSet-150 кВАр-слабо загр. сети с авт.выкл.-VLVAW2N03510AA | УКРМ VarSet-300 кВАр-слабо загр. сети с авт.выкл.-VLVAW3N03516AA | УКРМ VarSet-550 кВАр-DR3,8 190Гц авт. выкл.-VLVAF6P03521AA |
| УКРМ VarSet-32 кВАр-слабо загр. сети с авт.выкл.-VLVAW0N03504AA | УКРМ VarSet-150 кВАр-DR3,8 190Гц (4,2- 210Гц) авт. выкл.-VLVAF4P03510AA (AD) | УКРМ VarSet-300 кВАр-DR3,8 190Гц (4,2- 210Гц) авт. выкл.-VLVAF6P03516AA (AD) | УКРМ VarSet-550 кВАр-загр. cети DR2,7 135Гц-VLVAF6P03521AG |
| УКРМ VarSet-37,5 кВАр-слабо загр. сети с авт.выкл.-VLVAW1N03528AA | УКРМ VarSet-150 кВАр-загр. cети DR2,7 135Гц-VLVAF4P03510AG | УКРМ VarSet-300 кВАр-загр. cети DR2,7 135Гц- VLVAF6P03516AG | УКРМ VarSet-600 кВАр-слабо загр. сети с авт.выкл.-VLVAW5N03522AA |
| УКРМ VarSet-50 кВАр-слабо загр. сети с авт.выкл.-VLVAW1N03506AA | УКРМ VarSet-175 кВАр-слабо загр. сети с авт.выкл.-VLVAW2N03511AA | УКРМ VarSet-350 кВАр-слабо загр. сети с авт.выкл.-VLVAW5N03517AA | УКРМ VarSet-600 кВАр-DR3,8 190Гц (4,2- 210Гц) авт. выкл.-VLVAF6P03522AA (AD) |
| УКРМ VarSet-50 кВАр-DR3,8 190Гц с авт. выкл.-VLVAF4P03506AA | УКРМ VarSet-175 кВАр-DR3,8 190Гц (4,2- 210Гц) авт. выкл.-VLVAF4P03511AA (AD) | УКРМ VarSet-350 кВАр-DR3,8 190Гц (4,2- 210Гц) авт. выкл.-VLVAF6P03517AA (AD) | УКРМ VarSet-600 кВАр-загр. cети DR2,7 135Гц-VLVAF6P03522AG |
| УКРМ VarSet-69 кВАр-слабо загр. сети с авт.выкл.-VLVAW1N03529AA | УКРМ VarSet-200 кВАр-слабо загр. сети с авт.выкл.-VLVAW3N03512AA | УКРМ VarSet-350 кВАр-загр. cети DR2,7 135Гц-VLVAF6P03517AG | УКРМ VarSet-700 кВАр-слабо загр. сети с авт.выкл.-VLVAW5N03534AA |
| УКРМ VarSet-75 кВАр-слабо загр. сети с авт.выкл.-VLVAW1N03507AA | УКРМ VarSet-200 кВАр-DR3,8 190Гц (4,2- 210Гц) авт. выкл.-VLVAF4P03512AA | УКРМ VarSet-400 кВАр-слабо загр. сети с авт.выкл.-VLVAW5N03518AA | УКРМ VarSet-700 кВАр-DR3,8 190Гц авт. выкл.-VLVAF8P03534AA |
| УКРМ VarSet-75 кВАр-DR3,8 190Гц с авт. выкл.-VLVAF4P03507AA | УКРМ VarSet-200 кВАр-загр. cети DR2,7 135Гц-VLVAF4P03512AG | УКРМ VarSet-400 кВАр-DR3,8 190Гц (4,2- 210Гц) авт. выкл.-VLVAF6P03518AA (AD) | УКРМ VarSet-800 кВАр-DR3,8 190Гц авт. выкл.-VLVAF8P03535AA |
| УКРМ VarSet-87,5 кВАр-слабо загр. сети с авт.выкл.-VLVAW1N03530AA | УКРМ VarSet-225 кВАр-слабо загр. сети с авт.выкл.-VLVAW3N03513AA | УКРМ VarSet-400 кВАр-загр. cети DR2,7 135Гц-VLVAF6P03518AG | УКРМ VarSet-900 кВАр-слабо загр. сети с авт.выкл.-VLVAW5N03536AA |
| УКРМ VarSet-100 кВАр-слабо загр. сети с авт.выкл.-VLVAW1N03508AA | УКРМ VarSet-225 кВАр-DR3,8 190Гц (4,2- 210Гц) авт. выкл.-VLVAF6P03513AA (AD) | УКРМ VarSet-450 кВАр-слабо загр. сети с авт.выкл.-VLVAW5N03519AA | УКРМ VarSet-1000 кВАр-слабо загр. сети с авт.выкл.-VLVAW5N03537AA |
| УКРМ VarSet-100 кВАр-DR3,8 190Гц (4,2- 210Гц) авт. выкл.-VLVAF4P03508AA(AD) | УКРМ VarSet-250 кВАр-слабо загр. сети с авт.выкл.-VLVAW3N03514AA | УКРМ VarSet-450 кВАр-DR3,8 190Гц (4,2- 210Гц) авт. выкл.-VLVAF6P03519AA | УКРМ VarSet-1000 кВАр-DR3,8 190Гц авт. выкл.-VLVAF8P03537AA |
| УКРМ VarSet-100 кВАр-загр. cети DR2,7 135Гц-VLVAF4P03508AG | УКРМ VarSet-250 кВАр-DR3,8 190Гц (4,2- 210Гц) авт. выкл.-VLVAF6P03514AA (AD) | УКРМ VarSet-500 кВАр-слабо загр. сети с авт.выкл.-VLVAW5N03520AA | УКРМ VarSet-1150 кВАр-слабо загр. сети с авт.выкл.-VLVAW5N03539AA |
| Показать больше элементов | |||
mircond.com
Конденсаторы для компенсации реактивной мощности
Конденсаторы для компенсации реактивной мощности
Наверное, каждый из нас замечал, как с каждым днем увеличивается предложение разнообразных товаров и услуг. Это касается как легкой, так и тяжелой промышленности. Каждый день в мире производится все больше товаров, все больше сырья перерабатывается, производства расширяются, заводов становится больше. В конечном итоге все сталкиваются с определенными проблемами. На сегодняшний день одной из самых актуальных проблем на производстве является проблема энергосбережения.
Дело в том, что для работы устройствам, которые питаются электроэнергией, нужна не только активная энергия, а и реактивная. Активная энергия преобразуется в полезные действия, например, тепловые, механические или любые другие. В свою очередь реактивная энергия преобразуется в энергию магнитных полей и таким образом расходуется напрасно. Исходя из этого, часть электроэнергии остается неиспользованной, однако платить за нее все равно приходится. Однако это далеко не единственная причина для того чтобы задуматься об энергосбережении. Наличие реактивной энергии влияет на отклонение напряжения в сети, соответственно косвенно влияет на сечение проводников и мощность трансформаторов. Избавиться от такого рода проблемы помогают конденсаторы для компенсации реактивной мощности.
Данный вид устройств помогает минимизировать реактивную мощность, что в конечном итоге приводит к экономии средств на оплату электроэнергии, а также косвенно помогает сократить прочие, связанные с электроэнергией расходы. Однако следует учитывать, что в электрической сети должен быть соблюден определенный баланс мощности. Это означает, что энергии должно быть произведено столько, сколько потом будет потреблено. Важным элементом данного баланса является как раз реактивная энергия. Конденсаторы для компенсации реактивной мощности позволяют избежать потерь от действия реактивной энергии, не нарушая при этом баланса мощности.
Минимизация потерь энергии особенно важна для крупных предприятий, где объемы потребляемой электрической энергии весьма велики. Рациональное использование энергии означает, что каждый отрезок пути от производства до потребления должен быть оптимизирован для минимизации потерь. Одним из самых значимых факторов минимизации является компенсация реактивной энергии.
Компания Нюкон предлагает конденсаторы для компенсации реактивной мощности высокого качества и по самым приемлемым ценам. Именно этот вид конденсаторов поможет избежать неоправданно высоких затрат на электроэнергию. Однако следует понимать, что для инсталляции подобного рода оборудования в электрическую цепь необходимо провести соответствующие замеры и сделать нужные подсчеты. Специалисты компании, используя специализированное оборудование, проводят необходимые исследования и на основе показаний дают указания по внедрению конденсаторных систем для компенсации реактивной энергии.
Конденсаторы для компенсации реактивной мощности выполнены из экологически безопасных материалов. Именно поэтому они не требуют специальной утилизации. В состав конденсатора входит безвредный газ и полиуретановая смола. Что касается корпуса, а также системы крепления, то следует сказать, что здесь также все сделано для максимального удобства монтажа и дальнейшего использования.
Кроме этого, конденсаторы оборудованы специальной системой защиты от короткого замыкания. В случае если срок годности конденсатора подходит к концу, для предотвращения всяческих неполадок он оборудован предохранителем, который срабатывает и разрывает соединение, как только нарушается электропроводность изделия. Таким образом, не стоит переживать за сохранность электрической цепи. Используя данные конденсаторы, заказчик всегда может быть спокоен за ее состояние.
Важным параметром при использовании конденсаторов является тепловой режим. Это один из основных факторов, влияющих на срок его службы. Так, конденсаторы должны быть установлены вдали от источников тепла, а также от элементов, которые в процессе работы излучают тепловую энергию. Важно помнить, что должно быть соблюдено минимальное расстояние между конденсаторами, установленными совместно. Если комплект был установлен в шкафу, то обязательно должны быть вентилируемые отверстия. При соблюдении всех норм эксплуатации конденсаторы будут работать без сбоев и в соответствии со сроками годности. Нарушение же подобного рода условий ведет к резкому сокращению срока службы конденсаторов.
Конечно, мы не всегда сразу задумываемся об экономии того или иного расходного материала. Особенно когда это что-то не осязаемое, как электроэнергия. Однако со временем приходит понимание того, что платить лишние деньги за пусть не осязаемую, но такую дорогую электроэнергию не хочется. Именно тогда мы и начинаем искать пути минимизации затрат. Компания Нюкон предлагает готовое решение для комплексной минимизации потерь электроэнергии, за счет компенсации реактивной мощности.
Используя конденсаторы для компенсации реактивной мощности, заказчик не только экономит средства за оплату неиспользованной энергии, а и повышает качество сети и самой электроэнергии. Это в свою очередь положительно сказывается на работе всего оборудования работающего от данной сети. Что в свою очередь косвенно влияет на минимизацию затрат на ремонт и замену оборудования в дальнейшем.
НЕОБХОДИМА КОНСУЛЬТАЦИЯ?
www.nucon.ru
Типовые устройства (средства) для компенсации реактивной мощности
Типовые устройства (средства) для компенсации реактивной мощности в сетях переменного тока
Эволюция устройств компенсации реактивной мощности. Традиционные устройства компенсации реактивной мощности. Прогрессивные устройства коррекции коэффициента мощности для сетей низкого и среднего напряжения.
Перетоки реактивной мощности, негативно влияющие на генерацию, транспорт и качество поставляемой электроэнергии, официально признаны проблемой на рубеже XIX – XX веков, а первые практические шаги для компенсации реактивной мощности были сделаны еще в 1914 году путем включения в сеть последовательно с нагрузкой шунтирующих конденсаторов и долгое время статические батареи конденсаторов оставались если и не единственным, то наиболее популярным средством коррекции коэффициента мощности в сетях с индуктивными нагрузками. Со второй половины прошлого века параллельно со статическими релейными (контакторными) установками компенсации реактивной мощности с механическим включением и отключением ступеней батарей шунтирующих силовых конденсаторов начали использовать и другие средства коррекции мощности.
На рубеже нового тысячелетия претерпела изменение сама концепция электрической сети, которая сегодня переведена из категории пассивных устройств транспорта электроэнергии в активную систему, участвующую и влияющую на процесс генерации, передачи и потребления электрической энергии, что определило необходимость разработки технологий, средств и алгоритмов управления сетью, ее элементами, узлами и нагрузками. Так, по сути, сформировалась концепция гибких управляемых систем электропередачи переменного тока FACTS (Flexible Alternative Current Transmission System), формализованная американским Институтом электроэнергетики EPRI, в которые для контроля и управления генерацией, транспортом и потреблением электроэнергии интегрировались традиционные и новые средства коррекции коэффициента мощности и повышения качества электроэнергии — самокоммутируемые преобразователи напряжения, статические тиристорные компенсаторы (устройства компенсации реактивной мощности с тиристорным переключением TCSC (Thyristor Controlled Series Capacitor), реакторы с тиристорным управлением TCR (Thyristor Controlled Reactor), конденсаторные батареи с тиристорным переключением TSC (Thyristor Switched Capacitor), системы статической компенсации реактивной мощности SVC (Static VAR Compensator) — комбинации компонентов TCR и TSC), синхронные статические компенсаторы STATCOM (Static Synchronous Compensator), управляемые устройства (фазоповоротные и продольной емкостной компенсации, регуляторы потока мощности UPFC (Unified Power Flow Controllers), динамические восстановители напряжения DVR (Dynamic Voltage Restorers), интерлайн-регуляторы потока (IPFC), сверхпроводящие электромагнитные запоминающие устройства (SMES), асинхронизированные машины, электромашинновентильные комплексы и т.д.) и управляющие системы – WAMPAC (wide-area monitoring, protection, and control systems — глобального мониторинга, защиты и управления) и глобального позиционирования (GPS), фазных измерений (PMU) и диспетчерского управления/сбора информации (SCADA), защиты схем управления (SPS) и т.д.
Традиционные устройства компенсации реактивной мощности.
К традиционным устройствам компенсации реактивной мощности сегодня можно отнести:
- механически (вручную) переключаемые типовые релейные (контакторные) установки типа КРМ, УКРМ с фильтрами высших гармоник и без, в основном ориентированные на компенсацию реактивной мощности по централизованной, групповой, индивидуальной или комбинированной схемах на участках сетей и в сетях низкого (или среднего напряжения) с линейными нагрузками.
Довольно ограниченное использование (по типу нагрузки и уровню напряжения) релейных установок с механическим включением/отключением ступеней батарей конденсаторов обусловлено продолжительностью включения/отключения блока (батареи) силовых конденсаторов даже с помощью вакуумных контакторов, что при быстрой динамике потребности нагрузки в реактивной мощности создает существенные риски перенапряжений или провалов напряжения со всеми вытекающими из этого негативными последствиями.
Более продвинутые, но и значительно более дорогие версии релейных установок компенсации реактивной мощности оборудуются импульсно-модуляционными преобразователями (ИМП) и индуктивностью для компенсации мгновенной реактивной мощности.
Релейные (контакторные) установки для коррекции коэффициента мощности с импульсно-модуляционным преобразователем и емкостным (а) и индуктивным (б) накопителями энергии.
Диаграммы напряжений и токов релейной установки коррекции коэффициента мощности компенсатора с ИМП и нагрузкой сложного характера, где:
а) напряжения и токи трёх фаз распределительной сети;
б) напряжение и токи фазы А: линейной нагрузки IAлн, нелинейной нагрузки IAнн и компенсатора IAк.
Прогрессивные устройства коррекции коэффициента мощности для сетей низкого и среднего напряжения.
Базовую линейку устройств коррекции коэффициента мощности для сетей низкого и среднего напряжения формируют:
- установки компенсации реактивной мощности типа TSC с применением управляемых вентилей (тиристоров)
- управляемые тиристорными переключателями, со срабатыванием (переключением между ступенями) от 1/2 до 2 циклов колебаний тока/напряжения (от 0,02 с). Тиристорные установки компенсации реактивной мощности обеспечивают переключение конденсаторных батарей в момент равенства напряжений на конденсаторах и в сети во время, достаточное для коммутации с нелинейной нагрузкой, практически не генерировали высших гармоник и впервые были использованы в 50-х годах прошлого века.
Однако установки компенсации реактивной мощности типа TSC так и оставались дискретными по генерации реактивной мощности из-за ступенчатого переключения батарей, оперативность переключения которых обеспечивалась отдельным дорогим тиристором на каждой ступени. Некоторого снижения материалоемкости и цены установок TSC удалось добиться использованием тиристорно-диодных схем, но это привело к увеличению задержки включения/отключения ступеней, а значит и повышению рисков перенапряжения и провалов напряжения в сети.
Бинарные тиристорно-диодные переключатели (сверху) и диаграммы токов бинарной тиристорно-диодной установки(снизу), где:
а — d – токи по В1 – В4; е – результирующая кривая тока установки.
Справка: Установки компенсации реактивной мощности типа TSC с применением управляемых вентилей (тиристоров) на тиристорно-диодных схемах по факту – компенсирующие устройства прямой компенсации, в которых ступенчатое регулирование осуществляется с помощью включения и отключения батарей конденсаторов (и фильтров высших гармоник) в зависимости от динамики потребности в реактивной мощности энергопотребляющего устройства (нагрузки). Здесь нивелирование переходных процессов при включении/отключении, вызывающих колебания напряжения, достигается включением конденсаторных батарей тиристорными ключами в момент равенства напряжения в сети и на конденсаторах и по величине, и по полярности.
Устройства TSC с применением управляемых вентилей (тиристоров) прямой компенсации: а – схема; б – принцип работы, где 1-5 – ступени компенсации.
- управляемые тиристорами реакторы (TCR) и комбинированные установки компенсации реактивной мощности TSC-TCR с применением управляемых вентилей (тиристоров) на тиристорно-диодных схемах для управления переключением ступеней батарей статических конденсаторов и реакторов. Это устройства компенсации реактивной мощности с динамическим (плавным) регулированием индуктивного элемента (реактора) и нерегулируемой (TCR) или регулируемой (TSC-TCR) части – блока конденсаторных батарей (или фильтров высших гармоник). Индуктивность (реактор) в топологии устройства используется для демпфирования излишков генерируемой конденсаторами реактивной мощности, попадающих в сеть при переключении ступеней конденсаторных батарей. Регулируемые с применением управляемых вентилей конденсаторные батареи (TSC-TCR) в определенной степени решают проблему дискретности по генерации реактивной мощности
Справка: По факту управляемые тиристорами реакторы (TCR) и комбинированные установки TSC-TCR — статические компенсирующие устройства косвенной компенсации с применением управляемых вентилей (тиристоров), где нивелирование перепадов сетевого напряжения достигается за счет потребления генерируемой конденсаторами реактивной мощности управляемым реактором тогда, когда она не востребована нелинейной нагрузкой (и наоборот), причем регулирование и быстродействие устройства должно обеспечивать баланс наброса и сброса реактивной мощности в соответствии с потребностью нагрузки.
Рис. Компенсация реактивной мощности устройством косвенной компенсации TSC-TCR, где: а – схема; б – принцип действия устройства косвенной компенсации реактивной мощности.
Регулирование тока в реакторе, как правило, осуществляется посредством встречно-параллельно включенных тиристоров (время задержки 0.01 с), но ряд зарубежных компаний поставляет устройства с управляемым насыщающимся реактором (время задержки 0.06 с).
- установки синхронной компенсации реактивной мощности — синхронные двигатели разных типов и специальной конструкции, которые при работе на холостом ходу и в режиме перевозбуждения обмотки генерируют реактивную мощность. Для устройств синхронной компенсации характерно меньшее быстродействие в сравнении со статическими устройствами компенсации, отсутствие возможности управления по фазам, а также интеграции с FACTS.
Сравнение возможностей быстродействующих синхронных компенсаторов и статических устройств компенсации реактивной мощности с применением управляемых вентилей.
| Параметры сравнения | Специальный быстродействующий синхронный компенсатор | Статические тиристорные компенсирующие устройства | |
|---|---|---|---|
| прямой компенсации | косвенной компенсации | ||
| Скорость регулирования, с | Более 0,06 | Менее 0,02 | Менее 0,01 |
| Регулирование | Плавное | Ступенчатое | Плавное |
| Строительная часть | Массивные фундаменты | Фундаменты не требуются, большая гибкость монтажа | |
| Обслуживание | Смазка, охлаждение и т. д. | Обслуживания практически не требуется | |
| Отношение Qуст к Qmax, отн. ед. | 0,5–0,7, имеется возможность перегрузки до 2-х кратной | 1,0; перегрузка не допускается | 2,0; регулируемая индуктивная часть 1,0; емкостная нерегулируемая часть 1,0 |
| Работа на несимметричную нагрузку | Показное управление практически невозможно | Осуществляется пофазное управление практически без дополнительных затрат | |
| Потери от номинальной мощности, % | 2,5 – 4,0 | 0,5 – 1,0 | 1,0 – 2,0 |
| Искажение питающего напряжения | Нет | Нет | Управляемый тиристорами реактор является источником высших гармоник |
НЕОБХОДИМА КОНСУЛЬТАЦИЯ?
www.nucon.ru
Зачем нужна компенсация реактивной мощности
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:
- Асинхронные двигатели (cos(ɸ) ~0.7)
- Асинхронные двигатели, при неполной загрузке (cos(ɸ) ~0.5)
- Выпрямительные электролизные установки (cos(ɸ) ~0.6)
- Электродуговые печи(cos(ɸ) ~0.6)
- Индукционные печи(cos(ɸ) ~0,2-0.6)
- Водяные насосы(cos(ɸ) ~0.8)
- Компрессоры(cos(ɸ) ~0.7)
- Машины, станки(cos(ɸ) ~0.5)
- Сварочные трансформаторы(cos(ɸ) ~0.4)
- 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:
- 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)
- Уменьшение нагрузки (до 30%) элементов распределительной сети (подводящих линий, трансформаторов и распределительных устройств), тем самым продлевается их срок службы
- 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, А ИМЕННО:
- Проведение выездных замеров параметров качества электроэнергии.
- Подготовка проекта, подбор необходимого оборудования с экономическим обоснованием его внедрения (с конкретными сроками окупаемости установок и денежной экономии).
- Изготовления оборудования, как серийного исполнения, так и нестандартного (учитывающую специфику конкретного предприятия).
- 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.
Для выработки оптимального технического решения мы предлагаем выездные замеры параметров качества электроэнергии в сети предприятия. При необходимости наши инженеры выполнятшефмонтаж оборудования, а также любое гарантийное и послегарантийное обслуживание и ремонт.
nzku.ru
Устройство компенсации реактивной мощности УКРМ с описанием и фото | ENARGYS.RU
Нагрузка предприятий подразделяется на активную, индуктивную и емкостную, все эти виды мощностей зависят от типа работающего оборудования.
Существование реактивной энергии несет отрицательное воздействие на электрические сети, создает электромагнитные поля в электрических устройствах.
Существование реактивного тока создает дополнительную нагрузку, приводящую к снижению качества электроэнергии, влекущую увеличение сечений токовых проводников.
Назначение устройства компенсации реактивной мощности
Рис. Внешний вид УКРМ 6(10) кВ
Основным предназначением устройства является снижение действия реактивной мощности, служит для увеличения и поддержания на определенном нормативном уровне величины коэффициента мощности в трехфазных распределительных сетях. Главное предназначение УКРМ, является аккумуляция в конденсаторах реактивной мощности. Это действие помогает разгрузить электрическую сеть от перетоков реактивной мощности, происходит стабилизация напряжения, увеличивается доля активной мощности.
Основные функции УКРМ
- Понижение потребляемого нагрузочного тока на 30-50%.
- Снижение составляющих элементов распределительной сети, увеличение их срока службы.
- Повышение надежности и пропускной способности электрической сети.
- Понижение тепловых потерь электрического тока.
- Снижение воздействия высших гармоник.
- Понижение несимметричности фаз, сглаживание сетевых помех.
- Снижение до минимума стоимости индуктивной мощности.
Установка компенсации реактивной мощности УКРМ отличается рядом преимуществ, обусловленных применением конденсаторов, дополненных третьим уровнем безопасности в виде полипропиленовой сегментируемой пленки пропитанной специальной жидкостью, обеспечивающих надежное использование, долговечность, невысокую стоимость при выполнении работ по техническому обслуживанию и ремонту.
Наличие в конденсаторной установке УКРМ специализированных тиристорных быстродействующих пускателей, работающих с опережением по времени для коммутации фазовых конденсаторов, срабатывающих при изменении cosφ, продляет время их безотказной работы.
Рис. Внешний вид тиристора для коммутации конденсаторных установок.
Для обеспечения регулирования cosj в автоматическом режиме с передачей информации на PC с контролем в сети высших гармоник тока и напряжения, применяются контроллеры с контакторным переключением.
Для повышения качества работы УКРМ в установке присутствует фильтр нечетных гармоник и устройства терморегуляции, для обнаружения неисправностей продумана система индикации.
Все оборудование помещается в блок-контейнер, снабженный вентиляцией и обогревом с автоматическим управлением. Устройства обеспечивают комфортное и удобное обслуживание при низких температурах до -60о С.
Модульный тип построения, способствует поэтапному наращиванию мощности УКРМ.
Защита конденсаторных установок
Для безопасной работы устройства предусмотрены защиты:
- Блокировки, обеспечивающие защиту от прикосновения к токоведущим частям, находящимся под напряжением.
- Защита, предохраняющая установку от короткого замыкания конденсатора.
- От превышения нормы электрического тока.
- От перенапряжения.
- От перекоса токов по фазам устройства.
- Электромагнитное блокирование, предохраняющее от ошибочного включения коммутационных аппаратов УКРМ.
- Механическое блокирование включения заземляющих ножей в работающей установке.
- Наличие контактного выключателя, отключающего установку при открывании дверей при включенном оборудовании.
- Тепловая защита, включающая принудительное охлаждение при повышении температуры конденсаторных батарей.
- Термодатчик включающий обогрев в установке при понижении температуры.
Достоинства устройства конденсаторной установки УКРМ
- Наличие трехфазных пожарозащищенных экологических конденсаторов.
- Применение в устройстве специальных предохранителей и разрядников сопротивления с обкладками из полимерной металлизированной пленки с минеральной пропиткой.
- Регуляторы реактивной мощности и цифровые анализаторы с дистанционным управлением.
- Для повышения сейсмоустойчивости и вибрационной стойкости применяются специальные полимерные изоляторы.
Типы УКРМ
Существуют несколько типов установок УКРМ, применяемых в сетях 6-10 кВ, это:
- Нерегулируемые установки, выполненные в модульном построении, состоящем из нескольких фиксированных ступеней,коммутация происходит в ручном режиме при отсутствии токов нагрузки.
- Автоматические или регулируемые, базовое устройство предназначено для автоматического регулирования ступеней, каждая из которых состоит из трех конденсаторов, соединенных в звезду, операции по осуществлению коммутационных действий производят автоматически с использованием электронного блока, определяющего мощность и время включения.
- Полуавтоматические установки применяются для снижения стоимости устройства компенсации реактивной мощности, цена становится доступной с одновременным сохранением качества работы устройства. Для этого в устройстве применяются, как регулированные ступени, так и фиксированные.
- Высоковольтные установки с фильтрами, применяемыми для защиты от нелинейных гармонических искажений защитных антирезонансных дросселей. Применяются такие установки совместно с устройствами, генерирующими явление в сети высших гармоник, это: устройства, обеспечивающие плавный пуск и частотные преобразователи.
Таблица №1 Типы конденсаторных установок с указанием мощности ступеней.
В модульных установках КРМ ступени конструктивно объединены в модуль
Особенности подключения УКРМ
Самым оптимальным подключением устройства компенсации реактивной мощности, является установка устройства в непосредственной близости к потребителю (индивидуальная компенсация). В этом случае, стоимость установки компенсации реактивной мощности, состоящая из суммы стоимости внедрения и дальнейшего обслуживания составляет значительную величину.
При объединении нагрузок в единый комплекс по потреблению реактивной мощности, целесообразно применять групповую компенсацию. В этом случае применение цена устройства реактивной мощности становится наиболее приемлемой при внедрении в работу, но менее выгодной для пользователей из-за понижения активных потерь, в электрической сети оказывающих влияние на экономию средств.
Возможно, подключение устройства КРМ в виде отдельного оборудования с индивидуальным кабельным вводом, так и в составе НКУ, к примеру, в составе главного распределительного щита.
Расчет УКРМ
Для выбора УКРМ производится подсчет полной суммарной мощности конденсаторных батарей электроустановки, по формуле:
Qc = Px (tg(1)-tg(ф2)).
Где Р – активная мощность электроустановки
Показания (tg(ф1) -tg(ф2)) находятся по данным cos(ф1) и cos(ф2)
Значение cos(ф1) коэффициента мощности до установки УКРМ
Значение cos(ф2) коэффициента мощности после установки УКРМ, задается электроснабжающим предприятием.
Формула мощности приобретает такой вид:
Qc = P x k,
k- табличный коэффициент, соответствующий значениям коэффициента мощности cos(ф2)
Мощность УКРМ определяется конкретно для всех участков электрической сети в зависимости от характера нагрузки и способа компенсации.
Только после проведенного в полной мере анализа показателей, полученных при диагностике данных, появляется возможность выбора регулируемых или нерегулируемых УКРМ.
Обозначается степень дробления мощности по ступеням, время и скорость повторного срабатывания ступеней, выявляется необходимость использования в конденсаторной установке компенсации реактивной мощности для снижения коэффициента несинусоидальности в питающей сети, фильтрации нечетных гармоник, а также отсутствие эффекта резонанса. Это обеспечивает качество электроэнергии.
Таблица№2 Расчет мощности конденсаторов для УКРМ
Необходимо знать, что нельзя производить полную компенсацию реактивной мощности до единицы, это приводит к перекомпенсации, которая может произойти в результате непостоянного значения активной мощности потребителя, а также в результате случайных факторов. Желательное значение cosф2 от 0,90 до 0,95.
enargys.ru
Конденсаторная установка компенсирующая реактивную мощность
Главная > Теория > Конденсаторные установки компенсации реактивной мощностиВсе виды конденсаторных установок для компенсации реактивной мощности необходимы для стабилизации работы электрических сетей и снижения возможных энергопотерь. В состав этого оборудования входят батареи статических конденсаторов (БСК). Каждая БСК состоит из параллельно-последовательно соединенных в форме звезды или треугольника косинусных конденсаторов. Батарея оснащена токоограничивающими реакторами, которые нужны для регулировки тока при включении. Для защиты используется головной выключатель или трансформатор напряжения.
Конденсаторная установка
Благодаря этому процессу, возможно существенно уменьшить нагрузку на:
- провода;
- коммутационное оборудование;
- трансформаторы.
За счет уменьшения искажения формы сопротивления повышаются качество электроэнергии у конечного пользователя и срок службы всего оборудования. Но откуда берутся помехи в подаче тока, и возникает необходимость в компенсации?
Общие вопросы теории
Во всех крупных электрических сетях возникают два вида сопротивлений:
- активное – например, у ламп накаливания, электронагревателей;
- индуктивное – у электродвигателей, распределительных трансформаторов, сварочного оборудования, люминесцентных ламп.
Общая мощность формируется с учетом этих двух нагрузок. Подробнее эта зависимость показана на картинке ниже.
Как определить фактор мощности
Когда напряжение становится отрицательным, а ток – положительным и наоборот, происходит смещение тока по фазе. В этот момент мощность поступает в обратном направлении в сторону генератора, хотя должна идти на нагрузку. При этом электрическая энергия колеблется от нагрузки к генератору и обратно, вместо того, чтобы переходить по сети. Мощность, которая возникает во время этого процесса, называется реактивной. Такая мощность генерирует магнитное поле, которое также дает дополнительную нагрузку на силовые поля.
Для того чтобы установить полную мощность сети, необходимо определить обе составляющие: и активную, и реактивную. Значение вычисляется, исходя из фактора, или коэффициента, мощности, которым является cosφ – косинус угла, возникающий между кривыми активной и реактивной составляющих.
Активная мощность используется для преобразования в тепловую, механическую и другие полезные виды энергии. Реактивная не подходит для использования в этих целях, но без нее невозможна работа трансформаторов, генераторов и другого оборудования, функционирование которого основано на свойствах электромагнитного поля. Организации, занимающиеся электроснабжением, ведут поставку только активной нагрузки, потому что поставки реактивного сопротивления:
- увеличивают мощность оборудования за счет снижения пропускной способности;
- повышают активные потери;
- приводят к падению напряжения из-за присутствия реактивной составляющей.
Особенности установки компенсационного оборудования
Удобнее всего генерировать реактивную часть напрямую у потребителя, иначе пользователю придется платить за поставки электричества дважды. Первый раз – за поставку активной, а второй – реактивной части. Кроме того, при такой двойной поставке потребуется дополнительное оборудование. Для чтобы избежать такой ситуации, используются конденсаторные установки компенсации реактивной мощности.
Важно! Установка компенсации реактивной мощности (КРМ) не просто экономит энергию. На промышленных предприятиях России потенциал энергосбережения составляет только 13-15% от общего потребления.
Устройство для компенсации реактивной составляющей
Уровень потребляемой электроэнергии на предприятии постоянно изменяется, то есть cosφ может расти или понижаться. Таким образом, чем больше коэффициент мощности, тем выше активная составляющая и наоборот. Для регулирования данного процесса требуются конденсаторные установки, способные компенсировать реактивную составляющую.
Конденсаторы, на основе которых построена эта компенсационная аппаратура, удерживают значение напряжения на заданном уровне. Ток в конденсаторах в противоположность индуктивности работает на опережение. Таким образом, конденсаторы выступают в роли фазосдвигающего оборудования.
Все конденсаторные установки по компенсации реактивной мощности разделяются на регулируемые и нерегулируемые. Главный недостаток последних заключается в том, что при существенном изменении нагрузки и коэффициента мощности, возможна перекомпенсация. Если в цепи имеется вероятность существенного роста cosφ, использовать нерегулируемого КРМ не рекомендуется.
Регулируемые устройства способны работать в динамическом режиме, проводить мониторинг и отслеживать показания для дальнейшего анализа. Контроллер, входящий в состав этого оборудования, прямо на месте отслеживает и рассчитывает сразу несколько показателей:
- уровень реактивной нагрузки во внешней цепи;
- определяет существующий коэффициент мощности;
- сравнивает коэффициент с заданными значениями.
Если полученное значение отличается от эталона, регулятор подключает или отключает определенные конденсаторы, входящие в компенсаторную установку. Использование этого оборудования дает возможность полностью контролировать уровень подачи электроэнергии на предприятиях с большим количеством разных по назначению приборов. Особенно это важно, если точно отследить, как изменяется реактивная составляющая по сети, довольно сложно. Общий принцип компенсирования позволяет не устанавливать у каждого прибора с реактивной составляющей отдельного оборудования.
Эффективность применения конденсаторных установок
Несмотря на то, что удобнее всего компенсировать реактивную составляющую напрямую у потребителя, для улучшения качества поставляемой электроэнергии первые установки используются еще на подстанциях. Это дает возможность разгрузить сеть и уже сэкономить от 10 до 20% энергии. Поэтому на подстанциях в 0,4 кВ проводится переключение пользователей с перегруженных фаз на недогруженные.
Индивидуальные, групповые централизованные КРМ
У непромышленных абонентов качественно выровнять фазы, используя только одну конденсаторную установку, практически невозможно. Особенно это касается жилых зданий с однофазной нагрузкой. Здесь компенсацию проводят на каждой фазе и дополнительно используют фильтры, емкость которых можно менять в автоматическом режиме.
Номинальное напряжение конденсаторных установок может быть самым разным. Высоковольтное оборудование 6, 10, 35кВ используют на подстанциях. Низковольтные устройства 0,4-0,66кВ применяют непосредственно на нагрузках. За счет высокого быстродействия низковольтные приборы могут стабилизировать не только постоянную, но и скачкообразную реактивную мощность.
В общем случае компенсация реактивной мощности состоит из 2 этапов:
- Централизованный мониторинг качества (грубая компенсация) путем выравнивания фаз и фильтрации тока на подстанциях;
- Индивидуальная компенсация на промышленных предприятиях, их отдельных подразделениях, а также на уровне мелких потребителей – владельцев квартир и частных домов. В ходе этих работ устройство компенсации реактивной мощности уменьшает энергопотери за счет обеспечения синусоидальности тока.
Раньше проблемы энергосбережения у небольших потребителей практически не брались во внимание. Считалось, что реактивная составляющая оказывает влияние только на работу крупных предприятий, где используются индукционные печи, асинхронные двигатели, понижающие трансформаторы и другие приборы.
Конденсаторные установки на подстанциях
Но в последнее время количество используемого преобразовательного и стабилизирующего оборудования в социально-бытовой среде значительно увеличилось. Полупроводниковые преобразователи ухудшают форму кривой тока, тем самым негативно влияют на функционирование других приборов. Но пока устройства КРМ для частных коммунально-бытовых потребителей почти не применяются.
Видео
Оцените статью:elquanta.ru