Компенсирующие устройства реактивной мощности при наличии быстропеременных нагрузок

КОМПЕНСИРУЮЩИЕ УСТРОЙСТВА РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ ПРИ НАЛИЧИИ БЫСТРОПЕРЕМЕННЫХ НАГРУЗОК Пак В.Е.1, Султанов Р.А.2, Якубова Е.Е.3, Тимохин Р.В.4, Лавренчук О.Э.5

1Пак Виктор Евгеньвич - студент; 2Султанов Рахман Алимирзаевич - студент; 3Якубова Екатерина Евгеньевна - студент; 4Тимохин Роман Владимирович - студент;

5Лавренчук Ольга Эдуардовна - студент, специальность: электроэнергетические сети и системы, Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Национальный исследовательский университет «МЭИ», г. Москва

Аннотация: в условиях эксплуатации электрических сетей, требуется непрерывно компенсировать реактивную мощность в узлах нагрузки электрической сети, с целью поддержания напряжения в узлах электрической сети и уменьшение потерь активной мощности

Ключевые слова: реактивная мощность, напряжение, компенсация, компенсирующие устройства, СТК, регулирование напряжения.

При наличии быстрых и резко переменных нагрузок становится перспективным применение статических компенсаторов реактивной мощности, обеспечивающих возможность безинерционного регулирования реактивной мощности. При этом улучшаются условия статической устойчивости энергосистемы в целом, что обеспечивает дополнительную экономию за счет повышения технико-экономических показателей работы электроустановок.

Статические компенсаторы реактивной мощности (СКРМ) являются перспективным средством рациональной компенсации реактивной мощности в силу присущих им положительных свойств, таких, как быстродействующее регулирование, подавление колебаний напряжения, симметрирование нагрузок, отсутствие вращающихся частей, плавность регулирования реактивной мощности, выдаваемой в сеть. Кроме того, эти устройства могут осуществлять плавное и оптимальное распределение напряжений, обеспечивая тем самым снижение их потерь в распределительных электросетях [2].

В соответствии с рисунком 1 приведены основные варианты статических компенсирующих устройств. Они содержат фильтры высших гармоник и регулируемый дроссель в различных исполнениях [1].

Рис. 1. Принципиальные схемы статических компенсирующих устройств

В настоящее время известно большое количество вариантов схем, которые разделяют на три группы:

1) мостовые источники реактивной мощности с индуктивным накопителем на стороне постоянного тока (рисунок 1,а);

2) реакторы насыщения с нелинейной вольт -амперной характеристикой (рисунок 1,б);

3) реакторы с линейной вольт-амперной характеристикой и последовательно включенными встречно-параллельными управляемыми вентилями (рисунок 1,в).

Статические компенсаторы реактивной мощности обеспечивают одновременно компенсацию реактивной мощности основной частоты, компенсацию изменений напряжения, а также симметрирование напряжения сети.

Статические компенсирующие устройства обладают следующими преимуществами:

1) высокое быстродействие изменения реактивной мощности;

2) достаточный диапазон регулирования реактивной мощности;

3) возможность регулирования и потребления реактивной мощности;

4) минимальные искажения питающего напряжения.

Принцип работы статических источников реактивной мощности состоит в том, что выпрямленным током преобразователя индуктивность заряжается магнитной энергией, которая инвертируется в сеть переменного тока с опережающим коэффициентом мощности [3].

Быстрое развитие мирового производства статических тиристорных компенсаторов (СТК) 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.

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.

Статические компенсирующие устройства обладают рядом преимуществ по сравнению с быстродействующими синхронными компенсаторами. Основным преимуществом является их большее быстродействие. Существенна и возможность осуществления пофазного управления, что необходимо в сетях с быстроизменяющейся несимметричной нагрузкой.

Список литературы

1. Справочник по электроснабжению и электрооборудованию [Текст]: в 2-х т. / А.В. Алистратов [и др.] / Под общ. ред. А.А. Федорова. М.: Энергоатомиздат, 1986. Т.1. 568 с.

2. Красник В.В. Автоматические устройства по компенсации реактивной мощности в электросетях предприятий [Текст]: учеб. для вузов / В.В. Красник. М.: Энергоатомиздат, 1983. 136 с.

3. Мукосеев Ю.Л. Электроснабжение промышленных предприятий [Текст]: учеб. для вузов / М.: Энергия, 1973. 584 с.