Зачем нужна компенсация реактивной мощности: схемы, видео

Зачем нужна компенсация реактивной мощности

Чем больше требуется энергии, тем выше расход топлива. И это не всегда оправдано. Компенсация мощности, то есть ее правильный расчет, поможет сэкономить в производстве до 50% топлива, потребляемого в промышленных распределительных электрических сетях, а в некоторых случаях и больше.

Вы должны понимать, что чем больше ресурсов используется в производстве, тем выше цена конечного продукта. Если есть возможность снизить себестоимость производства продукта, производитель или предприниматель сможет снизить цену, чем привлечь потенциальных клиентов и потребителей.

Как хороший пример — пара графиков ниже. Эти векторы визуально передают полный эффект от работы установки.

Схема перед установкой
Схема после установки

Кроме того избавляемся от потерь в электросетях, от чего эффект следующий:

• напряжение ровное, без перепадов;
• повышает долговечность проводов (абб — абб, аккумулятор) и индукционных обмоток в домах и на производстве;
• значительная экономия на эксплуатации бытовых трансформаторов и выпрямителей;
• выполненная компенсация мощности и реактивной энергии позволит значительно увеличить время работы мощных агрегатов (трехфазных и однофазных асинхронных двигателей).
• существенное снижение затрат на электроэнергию.

Общая схема инвертора

Достоинства устройства конденсаторной установки УКРМ

Датчик движения для сигнализации

Преимущества конструкции батареи статических конденсаторов:

• использование предохранительных элементов с деталями подкладки из металлизированного пленочного материала с минеральной пропиткой;
• экологически чистые конденсаторные элементы, рассчитанные на 3 фазы;
• возможность регулирования индуктивного индикатора тока и корректировки настроек с помощью пульта дистанционного управления.

Теория и практика

Чаще всего реактивная энергия и мощность потребляются при использовании трехфазного асинхронного двигателя, и именно здесь наиболее необходима компенсация. По последним данным: 40% — потребление двигателей (от 10 кВ), 30 — трансформаторы, 10 — преобразователи и выпрямители, 8% — потребление освещения

Для уменьшения этого числа применяют конденсаторные блоки или установки. Но существует большое количество подвидов этих электроприборов. Что такое конденсаторные батареи и как они работают?

Читайте также: Как проверить арматуру болгарки мультиметром на работоспособность своими руками

Для компенсации энергии и реактивной мощности батареями конденсаторов и синхронными двигателями необходима энергосберегающая установка. Чаще всего такие устройства используют с реле, хотя вместо него можно установить контактор или тиристор. В домашних условиях используются релейны дугогасительные устройства. Но если компенсация реактивной энергии и мощности осуществляется на заводах, на трансформаторах (где есть несимметричная нагрузка), то гораздо целесообразнее использовать тиристорные блоки.

В некоторых случаях возможно применение комбинированных блоков, это блоки, одновременно работающие как через линейный преобразователь, так и через реле.

Чем могут помочь настройки:

• подстанция снизит скачки напряжения;
• электрические сети станут более безопасными для работы электроприборов, исчезнут проблемы компенсации тока и мощности для холодильных агрегатов и сварочных аппаратов;
• кроме того, они очень просты в установке и эксплуатации.

Нормативные документы

	ГОСТ 1282-88. Конденсаторы для улучшения коэффициента мощности. Общие технические характеристики (PDF, 0,2 МБ)
	ГОСТ 27389-87 Установки конденсаторные для компенсации реактивной мощности. Понятия и определения. Общие технические характеристики (PDF, 0,4 МБ)

Энергоэффективность производственных электросетей

Относительно недавно потребности в таком оборудовании не было. Но сейчас практически не осталось специалистов, которые задумываются над тем, для чего нужны конденсаторные блоки. Проблема отсутствия качественного электричества слишком очевидна.

Количество потребителей растет лавинообразно, промышленное оборудование становится все более чувствительным к параметрам электроэнергии, но устаревшие сети не справляются с нагрузкой ни по качеству, ни по количеству. В процессе транспортировки электроэнергии и работы многих установок вырабатывается не только активная, но и реактивная мощность. Часть мощности системы тратится впустую, что увеличивает стоимость транспортировки ресурса, увеличивает потребление и перегружает систему. Электрические сети с реактивной мощностью характеризуются нагревом отдельных элементов, появлением пробоев и перегрузок.

Чтобы избежать негативных последствий, необходимо вкладывать значительные средства в модернизацию сетей: увеличивать сечение кабелей, устанавливать трансформаторы и другое оборудование повышенной мощности. Однако есть более простое и эффективное решение.

Конденсаторные агрегаты имеют ряд преимуществ:

• Дает заметный эффект при низких стартовых затратах. При грамотном подходе каждая установка окупается в течение года.
• Чрезвычайно прост в установке и эксплуатации.
• Подключайтесь именно там, где вам это нужно.
• Доступны решения для сетей низкого, среднего и высокого напряжения.

Как установить конденсаторные устройства

Во-первых, нужна схема работы электросети, и документы из ПУЭ, по которым принимается решение о компенсации энергии и реактивной мощности ДСП. Ниже приводится финансовый расчет:

• сумма энергопотребления всех агрегатов (это печи, дата-центры, автоматы, холодильные агрегаты и т.д.);
• количество электроэнергии, поступающей в сеть;
• расчет потерь в цепях до подачи энергии на блоки, и после этого прихода;
• частотный анализ.

Затем нужно сгенерировать часть тока сразу в месте его входа в сеть с помощью генератора. Это называется централизованной компенсацией. Также может выполняться с помощью cos, electric, schneider, tg.

Но есть и индивидуальная однофазная компенсация реактивной энергии и мощности (или поперечная), цена значительно ниже. В этом случае заказанные блоки управления (конденсаторы) устанавливаются непосредственно на каждом потребителе электроэнергии. Это оптимальная производительность при управлении трехфазным двигателем или электрическим приводом. Но у этого вида компенсации есть существенный недостаток — она ​​не регулируется, поэтому ее еще называют нерегулируемой или нелинейной.

Статические компенсаторы или тиристоры работают по принципу взаимной индукции. В этом случае переключение осуществляется с помощью двух и более тиристоров. Самый простой и безопасный способ, но его существенный недостаток в том, что гармоники генерируются вручную, что сильно усложняет процесс установки.

Эффективность применения конденсаторных установок

Насколько выгодным будет использование устройства, зависит от правильного выбора способа подключения и дальнейшего обслуживания.

Выбор режима компенсации

Существуют следующие схемы компенсации:

1. Централизовано с одной из сторон — там, где максимальное напряжение для сети станции (6 и более киловатт) или минимальное (400 Вт). Такой принцип подключения обеспечивает разгрузку от индуктивной мощности высоковольтных сетей, во втором варианте — еще и трансформаторных блоков, относящихся к подстанции (поэтому этот вариант гораздо выгоднее).
2. Группа — установка размещается в мастерской, подключается к распределительному пункту или 400-ваттному трактиру. Тогда без разгрузки обходятся только сети, ведущие к отдельным приемникам.
3. Индивидуально — установка подключается непосредственно к оборудованию, которое необходимо снять с реактивной мощности. Эффективность разгрузки максимальная.

Режимы компенсации

Выбор типа компенсации

Различные виды компенсации реактивной нагрузки отличаются схемами подключения и функциями управления.

Нерегулируемая компенсация

Здесь конденсаторная батарея со стабильной емкостью подключается непосредственно к оборудованию, требующему разгрузки, или к питающей его шине. Управление осуществляется с помощью автоматического выключателя или контакторного механизма.

Автоматическая компенсация

Он включает в себя поддержание коэффициента мощности на определенном уровне путем управления индуктивной энергией, производимой в соответствии с колебаниями нагрузки. Используются специальные батареи и электронное управление.

Динамическая компенсация

Используется для работы с частыми и резко меняющимися нагрузками. В дополнение к конденсаторной батарее используется электронное устройство для выравнивания реактивных потерь.

Учет условий эксплуатации и содержания гармоник в сети

Прибор необходимо приобретать с учетом будущих условий эксплуатации в течение всего периода использования.

Учет условий эксплуатации

При планировании использования устройства учитывайте:

• наибольшее ежегодное количество обменов;
• температура воздуха;
• возможные скачки напряжения из-за изменения кривой напряжения.

Учет воздействия гармоник

При отсутствии в сети нелинейных нагрузок используются типовые емкостные элементы, при наличии мягких, высокономенных частей. Если таких нагрузок много, применяют конденсаторы большой емкости с катушками, предотвращающими резонанс.

Понятие об активной и реактивной мощностях

В электрических цепях, содержащих комбинированную нагрузку, полная мощность, потребляемая от сети, представляет собой сумму активной мощности, совершающей полезную работу, и реактивной мощности, используемой для создания магнитных полей и создания дополнительной нагрузки на линиях электроснабжения. Отношение между кажущейся и активной силой, выраженное через косинус угла между их векторами (cosφ), называется коэффициентом мощности.

В электрических сетях, содержащих только активную нагрузку (лампы накаливания, электронагреватели и др.), ток и напряжение изменяются по фазе, и из сети потребляется только полезная активная мощность.

Но в реальной жизни такое случается довольно редко. Основной нагрузкой в ​​промышленных электрических сетях являются асинхронные электродвигатели и распределительные трансформаторы. Эта индуктивная нагрузка во время работы является источником реактивной электроэнергии (реактивной мощности), которая колеблется между нагрузкой и источником (генератором).

Реактивная мощность характеризуется запаздыванием (в индуктивных элементах ток отстает от напряжения по фазе) между синусоидами фаз напряжения и тока в сети.

Отставание по фазе тока от напряжения в индуктивных элементах определяет интервалы времени, когда напряжение и ток имеют противоположные знаки: напряжение положительное, а ток отрицательное и наоборот. В эти моменты ток не потребляется нагрузкой, а возвращается по сети к генератору. При этом электричество, запасенное в каждом индуктивном элементе, распространяется по сети, не рассеиваясь в активных элементах, а колеблется (от нагрузки к генератору и обратно).

Показателем потребляемой реактивной мощности является коэффициент мощности (КМ), численно равный косинусу угла (φ) между током и напряжением. СМ потребителя определяется как отношение потребляемой активной мощности к полной, фактически взятой из сети, т.е cos(φ)=P/S.

Появление реактивной составляющей в сети можно изобразить на векторных диаграммах следующим образом:

Этот коэффициент используется для характеристики уровня реактивной мощности двигателей, генераторов и сети предприятия в целом.

Чем ближе значение cos(φ) к единице, тем меньшая доля реактивной мощности отбирается от сети

Для большинства промышленных потребителей наличие реактивной энергии в сетях означает следующее: по сетям между источником электроэнергии и потребителем, помимо активной энергии, совершающей полезную работу, протекает и реактивная энергия, которая не совершает полезной работы и предназначен только для создания магнитных полей в индуктивной нагрузке. Реактивный ток, протекающий по кабелям и обмоткам трансформаторов, уменьшает долю протекающего по ним активного тока в пределах их пропускной способности, что вызывает значительные дополнительные потери в проводниках на нагрев — т е активные потери. Из этого следует, что по современным правилам расчета электроэнергии потребитель вынужден платить как минимум дважды за одни и те же непроизводительные затраты. Один раз — непосредственно за потребленную из сети реактивную энергию (по счетчику реактивной энергии) и второй раз — за нее, но косвенно, на оплату активных потерь от потока реактивной энергии, учитываемых счетчиком активной энергии.

Таким образом, наличие реактивной мощности является паразитным фактором, неблагоприятным для сети в целом. Как результат:

• увеличение затрат на электроэнергию;
• придется платить штрафы за снижение качества электроэнергии с пониженным коэффициентом мощности
• возникают дополнительные потери в проводниках из-за увеличения тока;
• увеличивается нагрузка на трансформаторы и коммутационную аппаратуру, а значит сокращается срок службы
• увеличивается нагрузка на провода и кабели – нужно использовать большее сечение;
• отклонение сетевого напряжения от номинального значения (падение напряжения из-за увеличения реактивной составляющей сетевого тока).
• повышается уровень высших гармоник в сети

Преимущества использования конденсаторных установок

Основными положительными чертами систем компенсации являются отсутствие вращающихся частей, малые удельные потери активной мощности, возможность выбора практически необходимой мощности компенсации, возможность подключения к любой точке сети, простота эксплуатации и монтажа, отсутствие шума при работе операция, относительно низкие инвестиции.

Конденсаторные агрегаты доступны в двух версиях:

• Модульные – используются для компенсации реактивной мощности в групповых сетях и сетях электроснабжения в крупных и средних компаниях.
• Моноблок – широко используется для компенсации реактивной мощности в групповых сетях на небольших предприятиях.

Если установка работает круглосуточно и постоянно происходит выработка реактивной энергии, целесообразно иметь круглосуточно работающие конденсаторные установки. Но если работа распределена по производству неравномерно, допустим, что в ночное время нагрузка значительно снижается, необходимо обеспечить отключение, так как непрерывная работа может привести к ненужному повышению напряжения в электросети.

Такие производства больше подходят для установок с автоматической регулировкой. Имеют автоматический регулятор, который постоянно следит за значением коэффициента мощности, и регулирует количество подключаемых аккумуляторов, что позволяет максимально увеличить объем.

При правильном выборе срок погашения может составить от полугода до полутора лет.

Назначение конденсаторных установок — повышение эффективности промышленной инфраструктуры, снижение затрат на электроэнергию и защита дорогостоящего оборудования от перегрузок. И они очень хорошо справляются со своей задачей.

Продольная компенсация

Продольная компенсация осуществляется варисторным или диверторным методом.

Компенсация продольной реактивной мощности

Сам процесс происходит из-за наличия резонанса, который образуется из-за направления индуктивных зарядов навстречу друг другу. Эта технология и теория компенсации сил используется, например, для реактивных и тяговых двигателей, сталеплавильных или станочных гармоник, а также называется искусственной.

Маркировка компенсирующих устройств (конденсаторов)

На современном рынке можно найти устройства различных марок (УКРМ, УКМ58, АФКУ, АКМ и так далее). Последнее не регламентируется государственными стандартами и вводится производителем. КУ — низковольтный, УКРМ — блок компенсации реактивной мощности. Наличие букв М, Н, Т свидетельствует о наличии ступеней управления в автоматическом режиме. При этом на электроустановке должна быть размещена табличка, на которой указаны:

• производственная компания;
• год выпуска;
• масса;
• номинальное напряжение и частота;
• номинальная реактивная мощность;
• степени защиты.

В некоторых случаях указывается напряжение цепей управления, а также тип установки. Аналогичная информация указывается на трансформаторах тока.

Особенности установки компенсационного оборудования

Восстановление энергии

Привязка к отдельному потребителю эффективна с точки зрения эффективности работы, но обслуживание устройства в этом случае потребует больше денег. Если подключить установку к группе нагрузок, финансовые затраты будут значительно меньше, но произойдет снижение активных потерь в сети.

Важно! Блок может быть подключен как изолированный блок с собственным кабельным вводом или подключен к главному распределительному щиту.

Выбор устройства КРМ

Что такое локомотив? Какие бывают типы локомотивов?

Установки КРМ подбираются по следующим техническим характеристикам:

• номинальная мощность;
• номинальное напряжение;
• номинальный ток;
• количество соединенных ступеней;
• необходимость защиты от резонансных явлений с помощью реакторов.

Требуемая мощность набирается ступенями по 25 и 50 кВАр, при этом количество ступеней не должно превышать количество выходов контроллера, установленных в блоке КРМ, так как к каждому выходу можно подключить одну ступень.

Количество выходов контроллера обозначается числом, например, RVC6 (производство ABB) имеет 6 выходов.

При необходимости защиты от резонансных явлений требуется применение реакторов защиты (трехфазных дросселей), в этом случае следует выбирать установки типа МНС МКР и ЛК АКУЛ (фирмы ABB).

Пример выбора единиц KRM

Ниже приведен пример выбора блоков PFC для сети, показанной на рис. 2.

Рис. 2 – Однолинейная схема основного щита без УКРМ

Технические характеристики устройств, образующих сеть, следующие:

Источник питания:

• Номинальное напряжение 10 кВ;
• Частота 50 Гц;
• Коэффициент мощности cosϕ = 0,75;

Трансформаторы 1, 2:

• Номинальное напряжение на первичной обмотке 10 кВ;
• Номинальное напряжение на вторичной обмотке 400 В;
• Номинальная мощность S = 800 кВА;

Данные по кабелям и нагрузкам, подключенным через вторичные распределительные щиты, представлены в таблице 1. Таблица 1

Выбор места установки блока КПМ

В качестве места установки блоков КРМ приняты главные распределительные рейки, как показано на рис. 3.

Рис. 3 – Однолинейная схема основного щита с УКРМ

1. Требуемая мощность агрегатов определяется по формуле:

2. Суммарная активная мощность нагрузок, получающих мощность от каждого из двух трансформаторов, определяется по формуле:

подставив значения из таблицы 1, получим:

общая нагрузка на первый трансформатор:

общая нагрузка на второй трансформатор:

Популярные статьи Электрическая распределительная цепь: что это такое, определение, функции, примеры

3. Определить средневзвешенный cosφ первого трансформатора по формуле:

4. Определить средневзвешенный cosφ второго трансформатора по формуле:

5. Определить коэффициент Kc по таблице 2, учитывая требуемый cosφ2 = 0,95.

Мы получаем:

• для первого блока КРМ Кс1 = 0,474;
• для второго блока КРМ Кс2 = 0,526.

6. Зная каждый трансформатор Кс и Р, определяем требуемую мощность блоков КРМ:

для первого трансформатора:

для второго трансформатора:

Расчет мощности блока ККМ на основе баланса мощности

7. Определим мощность блока КРМ по формуле. • для первого трансформатора:

для второго трансформатора:

куда:

• Р — полная нагрузка на трансформатор, кВт;
• tgϕ1 – фактический тангенс угла до применения установки КРМ;
• tgϕ2 — искомый тангенс угла;

8. Определить tgϕ1 и tgϕ2, зная cosϕ1 и cosϕ2:

для первого трансформатора tgϕ1:

для первого и второго трансформатора tgϕ2:

для второго трансформатора tgϕ1:

Как видно из двух вариантов расчета мощности КРМ значения потребной мощности практически совпадают. Какой из вариантов выбора мощности устройства KRM вы хотите использовать, решать только вам. Мощность блока КРМ принимаю по варианту с определением коэффициента Кс по таблице 2.

Соответственно принятая требуемая мощность установки КРМ составляет 270 и 300 кВАр.

9. Рассчитайте номинальный ток блока КПМ для первого трансформатора:

10. Рассчитайте номинальный ток блока КРМ для второго трансформатора:

Защита УКРМ

При выборе автоматических выключателей для защиты блока КРМ необходимо руководствоваться ПУЭ 7 редакция п.5.6.15. В соответствии с этим устройства и токоведущие части в цепи конденсаторной батареи должны допускать непрерывное прохождение тока, составляющего 130 % от номинального тока батареи.

Определите настройку защиты от перегрузки:

• для УКРМ1: 390*1,3=507 А;
• для УКРМ2: 434*1,3=564 А

Настройка защиты от короткого замыкания должна быть нечувствительна к пусковому току. Настройка 10 x In.

Определите настройку защиты от короткого замыкания:

• для УКРМ1: 390 х 10 = 3900 А;
• для УКРМ2: 434 х 10 = 4340 А

Проверяет установку КРМ на отсутствие резонанса

В данном примере контроль установки КРМ на отсутствие резонанса не проводился, в связи с отсутствием нелинейной нагрузки, а также отсутствием значительных искажений в сети 10 кВ.

В случае, если у вас преобладает нелинейная нагрузка, необходимо проверить МКРМ на отсутствие резонанса, а также произвести расчет качества электрической энергии после установки ВКРМ и нагрузочных батарей статических конденсаторов (СКБ).

Чтобы было проще рассчитать выбор устройства компенсации реактивной мощности, я прилагаю к этой статье архив со всей технической литературой, которой я пользовался при выборе УКРМ.

Вопросы релейной защиты

Соображения по защите от перенапряжения для конденсаторных модулей для батарей без предохранителей в основном такие же, как и для обычных батарей с предохранителями. Для конденсаторной батареи без предохранителей была выбрана дифференциальная схема управления. Цепь контроля разности напряжений состоит из двух ТТН на фазу, подключенных к шине 230 кВ, и специально разработанного модуля защиты от асимметрии, подключенного между шасси конденсаторной батареи и нейтралью каждой фазы. Трансформатор CCVT и модуль защиты подключены к дифференциальному реле напряжения на базе микропроцессора.

В модуле защиты от дисбаланса используются низковольтные конденсаторы, подключенные к изолирующему трансформатору напряжения. Номинальный фазный ток конденсаторной батареи вызывает падение напряжения на низковольтных конденсаторах, которое затем сравнивается с напряжением ККТН, установленных на шине 230 кВ. Выход из строя емкостного элемента вызовет увеличение фазного тока, что приведет к дифференциальному напряжению по сравнению с напряжением ККТН, установленных на шине 230 кВ. На рис. 7 показана принципиальная схема управления дифференциальным напряжением.

Модуль защиты от небаланса используется, потому что экономически нецелесообразно устанавливать CCVT в средней точке каждой из восьми конденсаторных линий. Модуль защиты использует пять конденсаторов на фазу с выходной мощностью 167 кВАр. Конденсаторы низкого напряжения рассчитаны на 825 В, 4 Ом и не защищены предохранителями. Было выбрано пять низковольтных конденсаторов на фазу, так как при нормальной работе конденсаторной батареи не будет применяться напряжение более 400 В. К низковольтной конденсаторы. Любое дифференциальное напряжение дисбаланса, которое существует между емкостным трансформатором и модулем защиты во время работы, может быть сброшено до нуля с помощью регулирования в реле дифференциального напряжения.

Выход из строя конденсатора приведет к увеличению напряжения в одной линии на 5,3 % при увеличении фазного тока на 0,7 %. Блок дифференциальной сигнализации настроен на обнаружение неисправности одного конденсатора и активацию сигнала неисправности на станции. Дифференциальный расцепитель сконфигурирован для обнаружения выхода из строя двух конденсаторов в последовательно соединенной линии. Дифференциальное реле высокой уставки настроено на двойную уставку дифференциального расцепителя. Дифференциальный расцепитель и блок с высокой уставкой «замаскированы» для срабатывания реле блокировки конденсаторной батареи и вывода батареи из строя.

Заводы высоковольтного оборудования

Завод высоковольтного оборудования (ЗВО) предлагает заказчикам коммутационное и распределительное оборудование с рабочим напряжением до 220 000 вольт. Это динамично развивающаяся компания, поставляющая оборудование для различных отраслей промышленности (нефтегазовая промышленность, машиностроение, металлургия, транспорт и сельское хозяйство).

Специалисты и сотрудники проходят тщательный отбор, контролируют качество выпускаемой техники на всех этапах производства.

Производство высоковольтного оборудования – основное направление деятельности компании «Высоковольтный Союз». Это предприятие является одним из крупнейших производителей электротехнического оборудования класса 6-110 кВ. В него входят как компании-производители, так и региональные представительства, на которые возложены функции реализации выпускаемой продукции, а также задачи, связанные с оказанием услуг сервисного характера.

Siemens уже много лет является мировым лидером в производстве высоковольтного оборудования для ОРУ.

Инновационные технологии, используемые при изготовлении даже самого мелкого элемента, гарантируют высокое качество, надежность и безопасность в эксплуатации, а также долгий срок безаварийной эксплуатации.

Высоковольтные диоды Высоковольтные предохранители Высоковольтное оборудование

Взаимное расположение коммутационных аппаратов и шин

Любая подстанция создается по определенной электрической схеме, которая требует надежной работы, простого управления в сочетании с минимумом пуско-наладочных и эксплуатационных затрат. Для этого к трансформаторному блоку различными способами подключаются отходящие линии электропередач.

Простейшая схема предполагает подключение к подстанции посредством выключателя Q от секции шин, от которой идут все подключения. Для обеспечения условий безопасного ремонта оборудования выключатели со всех сторон отделены разъединителями.

При большом количестве соединений на подстанции, когда в цепи используются 2 силовых трансформатора, можно применить секционирование с помощью дополнительного выключателя, который постоянно находится в работе, и при возникновении неисправности в одной из секций он разрывает цепь, оставив раздел, где нет перебоев в обслуживании.

Использование в такой схеме системы обходных шин, образованной подключением дополнительных выключателей и небольшой наладкой электрических цепей, позволяет перевести любое подключение на питание от обходного выключателя, и безопасно проводить ремонт и техническое обслуживание своими силами.

Распределительное устройство, собранное на основе двух функционирующих систем сборных шин с байпасом, при дополнительном разделении на секции имеет большее удобство обслуживания и повышенную надежность.

В выходном состоянии все отходящие линии передачи получают питание от обоих трансформаторов. Для этого сборные шины и секционные распределители питают секции сборных шин, а соединения через их соединительные устройства равномерно распределяются по ним.

Байпасная ПС для каждой секции включается только в случае пропуска через нее тока в соединение, выключатель которого находится в нерабочем состоянии.

При возникновении короткого замыкания на одной из секций она отключается защитой со всех сторон, а все остальные с подключенными к ним ЛЭП остаются в работе. Благодаря такому расположению при КЗ на ОРУ отключается минимальное количество потребителей — ¼ от всех работающих.

Представленные схемы являются примерами. Их имеется широкий выбор, обеспечивающий наиболее оптимальную работу оборудования подстанции.

Подкатегории

Установки конденсаторные высоковольтные УКРМ-6 (10)

Декларация о соответствии на УКРМ-6 (10)
Конденсаторные установки УКРМ (аналог КРМ, УККРМ-6, УККРМ-10, УКРЛ56, УКРЛ57, УКЛ56, УКЛ57), на напряжение 6 и 10 кВ, предназначены для коррекции коэффициента мощности и поддержания уровня напряжения в 6 и 10 кВ сети.

Внедрение в электрическую сеть конденсаторных установок позволит:

• снизить нагрузку на трансформаторы, увеличить срок их службы;
• снизить нагрузку на трансформаторы, увеличить срок их службы;
• подключить дополнительное оборудование, снизив нагрузку на распределительную сеть;
• улучшение качества электроэнергии на энергопринимающих устройствах (за счет уменьшения искажений формы напряжения);
• снизить нагрузку на распределительное устройство за счет уменьшения токов в цепях;
• избежать штрафов за снижение качества электроэнергии с пониженным коэффициентом мощности;
• снизить затраты на электроэнергию;

Основные типы УКРМ

Нерегулируемый (постоянная мощность)

Состоит только из фиксированных шагов. Принцип работы: Включение и отключение разъединителя осуществляется в ручном режиме (при отсутствии тока нагрузки).

Регулируемый (автоматический)

Они состоят только из регулируемых ступеней. Принцип работы: переключение происходит автоматически, включение и выключение ступенчатое. При этом сила тока и время включения определяются электронным устройством автоматически. Регулируя и увеличивая значение коэффициента cos(?), высоковольтные конденсаторные установки автоматически компенсируют реактивное действие нагрузки в электрических сетях напряжением 6,3 — 10,5 кВ.

Полуавтоматический

Для удешевления установок компенсации реактивной мощности УКРМ 10 кВ и 6 кВ при сохранении высокого уровня качества применяются полуавтоматические компенсаторы реактивной мощности — гибрид двух перечисленных выше типов УКРМ. Среди них есть как регулируемые (автоматические) ступени, так и фиксированные (нерегулируемые). Такие устройства получили широкое распространение в связи с тем, что практически всегда часть нагрузки в высоковольтной сети присутствует постоянно, круглосуточно. Для этой «постоянной» части нагрузки подбирается соответствующая емкость конденсаторных батарей, размещаемых в нерегулируемых ячейках для конденсаторных установок. Такие ступени в 2-3 раза дешевле по сравнению с автоматическими ступенями той же мощности, что в свою очередь влияет на стоимость блока компенсации реактивной мощности УКРМ в целом.

Фильтр

Любые из вышеперечисленных высоковольтных установок (нерегулируемые, регулируемые, полуавтоматические) оснащаются при необходимости защитными дросселями от гармонических искажений.

Общие технические характеристики

Имя параметра	Важность
Номинальное напряжение (Un)	6300/10500Б
Номинальная частота	50 Гц
Макс перегрузка по току	1,3 л
Максимальное перенапряжение	1,1 ООН
Максимальная токовая перегрузка	1,43Q
Разгрузочный блок	на каждом конденсаторе
Обслуживание	односторонний
Схема подключения конденсатора	треугольник или звезда
Общие потери	<2 Вт/кв
Диэлектрические потери конденсатора	<0,15 Вт/кв
Общие потери в компонентах	<1,5 Вт/кв
TH Вы	≤2%
Диапазон рабочих температур	+5…+35°С (исполнение УХЛ4) -25…+35°С (исполнение У1) -50…+40°С (исполнение ХЛ1)
Влажность, при +20°С	≤70% (исполнение УХЛ4) ≤98% (исполнение У1, УХЛ1)
Высота над уровнем моря	до 2000 м
Категория климатических характеристик	УХЛ4, У3, У1, УХЛ1

Тип конденсаторной высоковольтной установки

• КРМ (УКЛ57) — блок компенсации реактивной мощности без разъединителя, без фильтров гармоник, нерегулируемый, входная ячейка расположена слева
• КРМ (УКЛ56) — блок компенсации реактивной мощности с разъединителем, без фильтров гармоник, нерегулируемый, вводная ячейка расположена слева
• КРМ (УКРМ) — блок компенсации реактивной мощности с разъединителем, без фильтров гармоник, регулируемый, входная ячейка расположена слева
• КРМФ — блок компенсации реактивной мощности с разъединителем, с фильтрами гармоник, регулируемый, входная ячейка расположена слева
• Аналогичные наносимые обозначения УККРМ, АУКРМ, РУКРМ

Возможно изготовление установок с размещением входной ячейки справа

Назначение установок КРМ

Конденсаторные установки также известны как установки КРМ – то есть компенсаторы реактивной мощности. Они широко используются в электроэнергетике, трансформаторах, асинхронных двигателях и другом оборудовании с возникающей реактивной мощностью. Это явление вызывает определенные проблемы с подключенным оборудованием из-за образования дополнительного напряжения в сети. Для снижения негативных последствий проектируют установки, компенсирующие реактивные воздействия.

Очень часто возникает вопрос, зачем нужен блок конденсаторов, для чего этот блок? Основной функцией этих систем является поддержание заданного уровня коэффициента мощности потребителей. Для этого в режиме реального времени отслеживаются изменения нагрузки, после чего в нужный момент включается или выключается необходимое количество конденсаторных батарей.

Большая часть нагрузки на современные электрические сети создается на промышленных предприятиях электродвигателями, трансформаторами и другим оборудованием с электромагнитными системами. Для их работы используется реактивная энергия, под действием которой возникает фазовый сдвиг между током и напряжением. При включении нагрузки потребляется не только активная, но и реактивная энергия. В связи с этим общий эффект увеличивается в среднем на 20-25% по отношению к активному эффекту. Это соотношение и будет коэффициентом мощности.

Чтобы исключить попадание реактивной мощности в сеть, применяют конденсаторные установки различного типа. Из-за этого он вырабатывается и остается там, где потребляется электрическими нагрузками.

Установки компенсации реактивной мощности бывают нескольких типов: автоматические высоковольтные и низковольтные, тиристорные, фильтрокомпенсирующие, а также тиристорные установки с фильтрацией высших гармоник. Отдельно следует отметить нерегулируемые конденсаторные установки, компенсирующие реактивную мощность постоянных нагрузок. Типичными примерами такого оборудования являются различные виды насосов, особенно применяемые в системах отопления и водоснабжения. В этом случае коэффициент мощности улучшается за счет приложения постоянной мощности конденсаторов непосредственно к реактивной нагрузке.

Принцип работы конденсаторной установки

Работа КУ основана на эффекте коммутации или динамической компенсации реактивного действия системы конденсаторов, расположенных в определенной последовательности. Для включения в конденсаторной батарее (принцип работы в каждом из этих подвидов несколько отличается) применяют контакторы или тиристоры. В первом случае переключение происходит за счет электромеханического реле, что характерно для подавляющего большинства БУ. К их преимуществам можно отнести низкую стоимость, универсальный дизайн и простоту использования. Тиристорные системы несколько сложнее, но имеют ряд преимуществ в силовых сетях с сильно меняющимися нагрузками.

Однако независимо от принципа работы конденсаторной установки их можно подключать к любому участку сети (на вводе в предприятия, для группы однотипных установок, вблизи одного потребителя или при смешанном расположении).