Анализ режимов работы устройств компенсации реактивной мощности в системах электроснабжения предприятия

Электро. 2003. №5. С. 23-27.

4. Жежеленко И.В. Высшие гармоники в системах электроснабжения промпредприятий. М.: Энергоатомиздат. 1984, 160 с.

5. Recommended Practice for Industrial and Commercial Power Systems Analysis (IEEE Brown book) (ANSI) // IEEE STD 399-1997, IEEE.

6. Электропривод шахтных подъемных машин / Л.Х. Дацковский [и др.] // Электротехника» 2010. №1.

A.V. Fomin

TECHNICAL ASPECTS OF STATIC THYRISTOR COMPENSATORS FOR ELECTRIC MINE WINDERS

The results of the the use of static thyristor compensator for the actuator shaft hoisting machines are shown.

Key words: quality of electrical energy, energy efficiency, filter-compensating device, a static thyristor compensator.

Получено 24.12.11

УДК 676.013.6-83

И.М. Базыль, асп.,

АНАЛИЗ РЕЖИМОВ РАБОТЫ УСТРОЙСТВ КОМПЕНСАЦИИ РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ В СИСТЕМАХ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ПРЕДПРИЯТИЯ

Рассмотрены задачи и практические методы, обеспечивающие эффективность требуемых показателей электрической энергии.

Ключевые слова: электроэнергия, реактивная мощность, токи, коэффициент мощности, показатели качества электроэнергии.

Интенсификация производственных процессов, повышение производительности труда связаны с совершенствованием существующей и внедрением новой, передовой технологии. Этому процессу сопутствует широкое внедрение мощных вентильных преобразователей, электродуговых печей, сварочных установок и других устройств, которые при всей технологической эффективности оказывают отрицательное влияние на качество электроэнергии в электрических сетях.

Следует отметить, что практически все показатели качества электроэнергии по напряжению зависят от потребляемой промышленными

электроприемниками реактивной мощности. Поэтому вопросы качества электроэнергии необходимо рассматривать в непосредственной связи с проблемами компенсации реактивной мощности.

Проблема электромагнитной совместимости электроприемников с питающей сетью, которую в последнее время сравнивают с проблемой загрязнения окружающей среды, порождает новые научные и технические проблемы при проектировании и эксплуатации промышленных электрических сетей. В настоящее время принимаются меры для того, чтобы уменьшить влияние потребителей на качество электроэнергии в промышленных сетях.

Проблема может быть решена путем создания и промышленного освоения быстродействующих многофункциональных средств компенсации реактивной мощности, улучшающих качество электроэнергии сразу по нескольким параметрам. Внедрение этих устройств приведет также к уменьшению потерь электроэнергии.

В настоящее время имеется достаточное число алгоритмов и программ, в том числе зарубежных, доведенных до практической реализации, позволяющих производить оптимизацию по РМ отдельных мгновенных режимов. Однако, несмотря на их наличие, получение оптимального решения для заданного временного интервала (сутки, месяц, год и т. д.) изменения параметров состояния ЭЭС довольно трудоемко и неэффективно, поскольку включает в себя последовательную оптимизацию и анализ каждого из характерных режимов, суммирование их экономических оценок, вследствие чего решение проектной задачи оптимального выбора ИРМ (установки новых КУ) громоздко и затруднено.

Таким образом, одной из главных задач силовой преобразовательной техники является повышение коэффициента мощности управляемых выпрямительных установок. При глубоком регулировании выходного напряжения для обеспечения электромагнитной совместимости с питающей сетью следует проводить меры по компенсации реактивной мощности и мощности искажения путём использования устройств компенсации реактивной мощности и активных фильтрующих устройств, обеспечивающих синусоидальность напряжения и тока в сети согласно требованиям ГОСТ 13109-97 «Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения». При этом эффективность таких компенсирующих и фильтрующих устройств должна выражаться не только минимальной величиной потерь активной мощности в этих устройствах и 5 наиболее близким к единичному значению коэффициентом мощности, но также и соответствием напряжения и тока сети нормам вышеуказанного ГОСТа.

На ОАО КБП, в цехе № 24 при установленном распределении в диапазоне соэ^=0,2 - 0,9 по электропотребителям, коэффициент искажения и гармоник Ku =1,5 - 5,5 %, реактивная мощность превышает мощность ак-

тивную в 2,5 раза, отклонения напряжения от номинального 4,5 - 10,92 %. Это вызвано тем, что электропотребители системы электроснабжения являются неравномерно- загруженными и работают в нерациональных режимах. Согласно ГОСТ 13109-97 система электроснабжения может работать с отклонением напряжения, превышающим 5 % не более 72 мин. в сутки. Отклонение напряжения от номинального значения выше допустимых величин уменьшает срок службы светотехнического оборудования в 3 раза и снижает на 20-25 % надежность работы электрических установок, а на каждый процент повышенного напряжения потребление реактивной мощности возрастает на 3 %. Нессиметрия токов приводит к нессиметрии в напряжениях, вызывает вредные механические колебания в работе электродвигателей и уменьшает ресурс работы электрооборудования до 30 %. При коэффициенте нессиметрии напряжения 4 % сокращает его срок службы в 2 раза.

Рис. 1. График показателей коэффициента реактивной мощности на предприятии

Для обеспечения требуемых показателей электрической энергии и соэ^ необходимо контролировать нессиметричность нагрузки, перекосы фаз с последующей их ликвидацией.

Быстрое развитие мирового производства статических определяется их преимуществами по отношению к традиционным средствам компенсации реактивной мощности в решении ряда актуальных задач электроэнергетики. К числу таких задач относится необходимость компенсации реактивной мощности в местах потребления электроэнергии и на промежуточных подстанциях длинных линий с целью повышения стабильности напряжения у потребителей, снижения потерь в линиях электропередач и сетях электроснабжения потребителей, повышения пропускной способности электропередач.

Рост протяженности, мощности и класса напряжения дальних электропередач выдвигает в число важнейших задач обеспечение средствами компенсации ограничения внутренних перенапряжений, статической и динамической устойчивости, эффективности автоматических повторных включений. В отечественной практике для уменьшения колебаний напряжения применяются быстродействующие синхронные компенсаторы типа СК-10000-8 мощностью 7,7 Мвар на напряжение 10 кВ и мощностью 10

Мвар на напряжение 6 кВ. Максимальная скорость изменения реактивной мощности, выдаваемой в сеть, по данным завода составляет 130 Мвар/с, возможна кратковременная работа с 2-кратной перегрузкой. Компенсаторы успешно работают на некоторых металлургических заводах, в частности в системе электроснабжения станов горячего проката.

Установленная мощность синхронного компенсатора при одном и том же графике реактивной нагрузки будет меньше, чем установленная мощность статического компенсирующего устройства. Синхронные компенсаторы обладают всеми недостатками вращающихся машин и имеют меньшее быстродействие по сравнению со статическими компенсаторами. Кроме того, в статических компенсирующих устройствах возможно пофазное управление.

На зарубежных металлургических заводах для снижения влияния на питающую сеть резкопеременных нагрузок применяются синхронные компенсаторы с высокой кратностью форсировки напряжения возбуждения и быстродействующей системой регулирования.

В связи с этим, комплексное устройство компенсации статической и резкопеременной реактивной нагрузки должно быть многофункциональным, применяемым в системах электроснабжения. Это устройство позволит производить компенсацию реактивной мощности в электрической сети, а также обеспечит стабилизацию напряжения на шинах потребителей, фильтрацию высших гармоник, симметрирование токов и напряжений в сети, и обеспечит экономию средств на оплату потребляемой предприятием электрической энергии.

Список литературы

1. Алексеев Б.А. Продление срока службы силовых трансформаторов. Новые виды трансформаторного оборудования. СИГРЭ-2002// Электрические станции. 2003. №7.

2. Быстрицкий Г.Ф. Энергосиловое оборудование промышленных предприятий. Учеб. пособие для студ. высш. учеб. заведений. - М.: Издательский центр "Академия", 2003. - 304 с.

3. Гмурман В.Е. Теория вероятностей и математическая статистика: учеб. пособие. М.: Высш. шк., 2001. 479 с.

4. Ильяшов В. П. Конденсаторные установки промышленных предприятий.— 2-е изд., перераб. и доп. — М.: Энергоатомиздат, 1983.— 152 с, ил.— (Экономия топлива и электроэнергии).

5. Конюхова Е. А. Электроснабжение объектов: Учеб. пособие для студ. учреждений сред. проф. образования. - М.: Издательство «Мастерство», 2002.-320 с: ил.

6. Нагорная, В.Н. Экономика энергетики: учеб. пособие / Н.В. Нагорная; Дальневосточный государственный технический универси-тет. -

Владивосток: Изд-во ДВГТУ, 2007. - 157 с.

7. Трунковский Л. Е. Электрические сети промышленных предприятий. — 1991

I. M. Bazyl'

ANALYSIS OF MODE INDICATOR REACTIVE POWER COMPENSATION IN POWER SUPPLY SYSTEMS ENTERPRISE

The practical methods to ensure the effectiveness of the required parameters of electric energy are challenged.

Key words: electric power, reactive power, current, power factor, power quality.

Получено: 24.12.11