Domeniul de compensare a condensatoarelor de înaltă tensiune
Aplicarea unui sistem de compensare a puterii reactive în rețelele electrice destinate distribuției de energie electrică sau alimentării cu energie a mașinilor de înaltă tensiune, este posibil să se asigure revenirea investițiilor sale într-o perioadă mult mai scurtă.
Condensatoarele de putere de înaltă tensiune sunt proiectate pentru utilizarea în rețele electrice cu o tensiune mai mare de 1 kV. (tensiunea normală de funcționare a rețelei de înaltă tensiune).
Astfel de sisteme includ:
- instalații de ciment;
- arzătoare electrice;
- instalații chimice și petrochimice;
- stații de pompare de apă;
- centre de control pentru motoare de înaltă tensiune;
- instalații de tratare a apei, instalații de desalinizare;
- centrale electrice eoliene;
- aeroporturi;
- centrale electrice și mini-centrale electrice;
- centrele de transmisie a energiei electrice / substații;
- fabrici de celuloză și hârtie;
- distribuitoare de energie electrică;
- întreprinderi generale de afaceri mari.
Compensarea puterii reactive pe partea de tensiune ridicată sau joasă
În cazul complexelor de joasă tensiune și al instalațiilor alimentate de o rețea de înaltă tensiune, există întotdeauna îndoieli cu privire la ce parte să compenseze puterea - de la partea de înaltă tensiune sau de joasă tensiune?
Calcularea puterii reactive necesare trebuie efectuată pe baza cantității cunoscute de energie consumată de instalație. Dacă calculul puterii reactive necesare este mare, se recomandă utilizarea compensării puterii reactive din partea de înaltă tensiune.
Compensarea de la partea de înaltă tensiune este recomandată, de asemenea, dacă puterea reactivă necesară este de cel puțin 1 MVAr.
Cu toate acestea, de regulă, în astfel de instalații sunt instalate dispozitive de compensare a puterii reactive de joasă tensiune. Pe de altă parte, în complexele industriale mari, este necesar un curent de consum atât de joasă, cât și de înaltă tensiune, fiind necesară o compensare bidirecțională a puterii reactive. Un sistem de compensare a puterii reactive de joasă tensiune poate fi utilizat în tablouri de joasă tensiune iar sistemele de compensare a puterii reactive de înaltă tensiune pot fi utilizate în substații sau unități de putere de înaltă tensiune.
Utilizarea unui singur tip de compensare a puterii reactive nu este de dorit. Atunci când se utilizează un sistem de înaltă tensiune, este dificil să se facă un grafic de încărcare fiabil în kVAr.
Avantajele instalării condensatoarelor
Reducerea utilizării sarcinilor inductive de putere reactivă va reduce costurile de energie prin creșterea factorului de putere.
- o creștere a puterii active a transformatoarelor de putere,
- reducerea pierderilor de energie în cabluri și conductoare datorită reducerii rezistenței curentului,
- crește durata de viață a comutatoarelor și a cablurilor conectate la acestea prin reducerea curentului.
- creșterea tensiunii la capătul receptorului. În acest caz, condensatoarele sunt recomandate să fie conectate la capătul de sarcină sau în apropierea punctului de consum de energie.
- compensarea puterii reactive datorată instalării condensatoarelor de înaltă tensiune în zonele de generare armonică va reduce numărul de armonici în sistemul de joasă tensiune.
Compensarea puterii transformatorului de putere
Pentru a determina totalul pierderilor de putere reactivă trebuie să se țină seama de faptul că curentul de magnetizare este aproape constantă în intervalul de la zero la sarcină maximă, astfel încât transformatorul rămâne practic constantă de mers în gol de putere, indiferent de condițiile de încărcare. Valoarea de mai sus determină valoarea compensării puterii reactive pentru ralanti.
În plus, transformatoarele furnizează alimentarea reactivă a sarcinilor conectate, care, fără îndoială, variază în funcție de fluctuațiile sarcinii.
Tabelul de caracteristici ale compensării nereglementate a puterii reactive a transformatoarelor de putere de înaltă tensiune:
Putere nominală, MVA
Tensiunea primară, V
Tensiune secundară, V
Aceste valori sunt aproximative
Qt = Sn • Io + Ucc • (S / Sn) 2 • Sn
Folosind formula de mai sus, se calculează valoarea puterii reactive consumată de transformator, unde:
Qt este puterea totală reactivă;
Puterea nominală a transformatorului;
Io - curent fără sarcină;
Ucc - tensiune de scurtcircuit;
S este sarcina reală a transformatorului.
Această capacitate include două componente:
Prima componentă (Sn.Lo) este o valoare constantă, în funcție de curentul de magnetizare și este egală cu 0,5-2,5% din puterea nominală a transformatorului.
Valoarea celui de-al doilea component este proporțională cu pătratul încărcării efective a transformatorului testat în orice moment.
Puterea reactivă totală a transformatorului de distribuție este de aproximativ 10% din sarcina maximă.
Producătorii de transformatoare recomandă să nu se utilizeze pentru condensatoare de compensare constante nereglementate a căror putere reactivă nominală este mai mare de 15% din puterea reactivă nominală la sarcina maximă a transformatorului. Acest lucru va evita posibilele deteriorări ale transformatorului, care a funcționat mult timp în modul de ralanti.
Compensarea puterii motoarelor electrice și a generatoarelor asincrone
- cu ajutorul condensatoarelor cu conectare directă la bornele mașinii;
- cu ajutorul condensatoarelor cu conectare paralelă la mașină;
- compensarea automată a grupului de putere reactivă.
În mașinile de curent alternativ, puterea reactivă este de ordinul a 30-40% din valoarea nominală. În consecință, aceștia sunt consumatori mari de energie reactivă provenind din sistem. În mod tipic, corecția factorului de putere al unor astfel de unități se realizează prin conectarea directă a unei bănci de condensator cu o notă adecvată la bornele motorului.
În acest caz, comutatorul, comenzile și sistemul de protecție a mașinii servesc simultan atât condensatorul, cât și mașina în sine. Aceasta este cea mai comună și mai economică metodă de compensare a puterii reactive a mașinilor rotative. Cu toate acestea, pentru a asigura o rentabilitate mai mare a funcționării și întreținerii condensatorului, acesta poate fi conectat la bornele mașinii sau la magistrale printr-un separator separat. Acțiunile ulterioare depind de alegerea făcută.
În cazul în care centrul de control al motorului mai multe motoare sunt conectate la același autobuz, cea mai bună cale este de a stabili o unitate de corecție a factorului de putere de înaltă tensiune, la fel ca în cazul sistemelor de joasă tensiune. Aceasta stabilește banca condensator, a cărui putere reactivă nominală este de acord cu capacitatea nominală a diferitelor motoare conectate la sistem și numărul maxim de motoare care sunt întotdeauna incluse în rețea. Bateria este împărțită în mai multe etape cu putere reactivă egală sau inegală, în funcție de condițiile de încărcare. Pornirea și oprirea treptelor condensatorului este automată. Acest tip de instalare diferă de alte costuri inițiale semnificative. Cu toate acestea, pe termen lung, această metodă poate fi mai avantajoasă datorită acurateței și eficienței compensării puterii reactive pe care o oferă.
Condenser cu conectare directă la bornele mașinii
Puterea reactivă maximă admisă a condensatorului este determinată de următoarea formulă:
Qm = 0,9 x lo x Un x √3
Qm = 2 x Pn x (1-cosφi)
(În mod obișnuit, Qm corespunde cu 40% -30% din Pn, în funcție de coeficientul cosφ, care este de 0,8 până la 0,85)
Factorul de putere maxim cosφ al unui motor electric separat este aproximativ egal cu 0,95.
Qm - puterea maximă a condensatorului, kVAr
Io - curent fără sarcină al motorului, A
Tensiunea nominală, V
Pn - puterea nominală a motorului, kW
cosφi este factorul de putere inițial.
Codurile albastre indică puterea reactivă a condensatorului care trebuie conectat la bornele motorului pentru a obține factorul de putere final specificat, cu posibilitatea minimă de auto-excitație.
Puterea nominală a motorului electric, kW
Izolat cifre albastre indica mărimea puterii reactive a condensatorului care urmează să fie conectat la bornele motorului pentru a primi factorul de putere finală a spus, cu posibilitatea de minim o auto-excitație.
Condensator cu conectare paralelă la mașină
În acest caz, motorul electric și bancul condensatorului sunt deservite de diferite dispozitive de comandă și de protecție.
Cu această configurație, motorul și condensatorul sunt independente din punct de vedere funcțional, iar bancul condensatorului se aprinde și oprește după cum este necesar. Re-conectarea băncii de condensatoare are loc după o perioadă suficientă de descărcare.
În același timp, nu este necesar să scoateți motorul electric de la service pentru întreținerea bateriilor cu condensator.
Puterea reactivă nominală a băncii de condensatori este determinată de următoarea formulă:
Qm = Pn x (tgφnach-tgphon)
Compensarea automată în grup a puterii reactive
Metoda modernă de compensare a puterii reactive prevede corectarea factorului de putere al unui grup de motoare electrice în centrul de control al motorului.
Cu această metodă, factorul de putere este mărit la valoarea optimă cu dimensiunile optime ale băncii condensatoarelor și puterea lor nominală controlată de controlerul factorului de putere. Factorul de putere este menținut egal cu valoarea setată prin adăugarea / scoaterea condensatoarelor și modificarea configurației sarcinii care trebuie conectată.
Tabelul de mai jos prezintă valorile puterii condensatorului în kvar într-un motor asincron, ținând cont de valorile puterii sale nominale (W) și de viteza (numărul de rotații)
Viteza de rotație a mașinii, rpm.
Trimiteți-le prietenilor: