Компенсація реактивної потужності і вибір компенсуючих пристроїв. Вибір конденсаторної установки

Методика вибору пристроїв компенсації реактивної потужності (КРП) полягає у виборі пристроїв, що дозволяють поліпшити коефіцієнт потужності споживача до необхідного значення і складається з наступних етапів:

• вибір місця установки пристрою КРМ;
• обчислення потужності пристрою КРМ;
• проведення необхідних перевірок і розрахунків;
• власне вибір пристрою КРМ.

Залежно від особливостей конкретної електроустановки пристрої КРМ можуть бути встановлені, як показано на рис. 1.

• 1. На введенні на стороні СН.
• 2. На головній розподільчої шині.
• 3. На вторинної розподільної шині.
• 4. Індивідуальні конденсатори навантажень.

Обчислення потужності пристрою КРМ, проведення необхідних перевірок і розрахунків

У загальному випадку потужність пристрою КРМ визначається за формулою:

• Kc \u003d tgφ1 - tgφ2;
• Qc - потужність установки КРМ;
• P - активна потужність;
• tgφ1 - фактичний тангенс кута до застосування установки КРМ;
• tgφ2 - необхідний тангенс кута;
• Кс - розрахунковий коефіцієнт.

Для визначення коефіцієнта Кс існує спеціальна таблиця по якій, знаючи cosφ1 і cosφ2, можна визначити даний коефіцієнт, не вдаючись до математичних обчислень.

Спосіб обчислення активної потужності P, а також проведення необхідних перевірок і розрахунків пристрої КРМ залежить від місця його установки. Далі буде наведено приклад її обчислення в разі установки пристрою КРМ на головній розподільчої шині.

Вибір пристрою КРМ

Пристрої КРП вибираються за такими технічним характеристикам:

• номінальна потужність;
• номінальна напруга;
• номінальний струм;
• кількість підключаються ступенів;
• необхідність захисту від резонансних явищ з допомогою реакторів.

Необхідна потужність набирається ступенями по 25 і 50 квар, при цьому кількість ступенів не повинно перевищувати кількість виходів контролера, встановленого в установку КРМ, так як до кожного виходу може бути підключена один щабель.

Кількість виходів контролера позначається цифрою, наприклад, RVC6 (фірми АББ) має 6 виходів.

У разі необхідності захисту від резонансних явищ потрібне застосування захисних реакторів (трифазних дроселів), в такому випадку повинні вибиратися установки, наприклад типу MNS MCR і LK ACUL (фірми АББ).

Приклад вибору пристроїв КРП

Нижче наведено приклад вибору пристроїв КРП для мережі, показаної на рис.2.

Технічні характеристики пристроїв, що утворюють мережу, такі:

Мережа живлення:

Номінальна напруга 10 кВ;
Частота 50 Гц;
Коефіцієнт потужності cosφ \u003d 0,75;

Трансформатори 1, 2:

Номінальна напруга первинної обмотки 10 кВ;
Номінальна напруга вторинної обмотки 400 В;
Номінальна потужність S \u003d 800 кВА;

Дані по кабелях і навантажень, що підключається через вторинні розподільні щити, представлені в таблиці 1.

Таблиця 1

Вибір місця установки пристрою КРМ

В якості місця установки пристроїв КРП прийняті головні розподільні шини, як показано на рис. 3.

1. Необхідні потужності пристроїв визначимо за формулою:

2. Сумарні активні потужності навантажень, які отримують живлення від кожного з двох трансформаторів, визначимо за формулою:

підставивши значення з таблиці 1, отримаємо:

3. Визначаємо середньозважений cosφ для першого трансформатора за формулою:

4. Визначаємо середньозважений cosφ для другого трансформатора за формулою:

5. Визначимо коефіцієнт Кс за допомогою таблиці 2, з огляду на, що необхідний cosφ 2 \u003d 0,95.

Отримаємо: для першого пристрою КРМ Кс1 \u003d 0,474;
для другого пристрою КРМ КС2 \u003d 0,526.

6. Знаючи для кожного трансформатора Кс і P, визначимо необхідні потужності пристроїв КРП:

Для першого трансформатора:

Для другого трансформатора:

Розрахунок потужності пристрою КРМ на основі балансу потужності

7. Визначимо потужність пристрою КРМ за формулою [Л5. з 229].

Для першого трансформатора:

Для другого трансформатора:

де:
Р - сумарне навантаження на трансформатор, кВт;
tgφ1 - фактичний тангенс кута до застосування установки КРМ;
tgφ2 - необхідний тангенс кута;

8. Визначаємо tgφ1 і tgφ2 знаючи cosφ1 і cosφ2:

Для першого трансформатора tgφ1:

Для першого і другого трансформатора tgφ2:

Для другого трансформатора tgφ1:

Як видно з двох варіантів розрахунку потужності КРМ, значення необхідної потужності практично не відрізняються. Який з варіантів вибору потужності пристрою КРМ використовувати, вирішуйте самі. Я приймай потужність пристрою КРМ за варіантом з визначенням коефіцієнта Кс по таблиці 2.

Відповідно прийнята необхідна потужність пристрою КРМ становить 270 і 300 квар.

9. Розрахуємо номінальний струм пристрою КРМ для першого трансформатора:

10. Розрахуємо номінальний струм пристрою КРМ для другого трансформатора:

захист УКРМ

При виборі автоматичних вимикачів для захисту пристрою КРМ, потрібно керуватися ПУЕ 7-видання пункт 5.6.15. Згідно з яким апарати і струмоведучі частини в ланцюзі конденсаторної батареї повинні допускати тривалий шлях струму, що становить 130% номінального струму батареї.

Визначаємо уставку по захисту від перевантаження:

Для УКРМ1: 390 * 1,3 \u003d 507 А
для УКРМ2: 434 * 1,3 \u003d 564 А

Уставка захисту від КЗ повинна бути нечутлива до кидка струму. Уставка становить 10 x In.

Визначаємо уставку захисту від КЗ:

Для УКРМ1: 390 x 10 \u003d 3900 А
для УКРМ2: 434 x 10 \u003d 4340 А

Перевірка установки КРМ на відсутність резонансу

В даному прикладі перевірка установки КРМ на відсутність резонансу не виконувалася, через відсутність нелінійного навантаження, а також відсутність суттєвих перекручень у мережі 10 кВ.

У разі ж, якщо у Вас переважає нелінійна навантаження, потрібно виконати перевірку УКРМ на відсутність резонансу, а також виконати розрахунок якості електричної енергії після установки УКРМ і завантаження батарей статичних конденсаторів (БСК).

Для зручності розрахунку за вибором пристрою компенсації реактивної потужності, я до цієї статті прикладаю архів з усією технічною літературою, яку використовував при виборі УКРМ.

література:

1. Правила улаштування електроустановок (ПУЕ). Сьоме видання. 2008р.
2. Навчальний посібник по електроустановок від фірми АВВ. 2007р.
3. Довідник по компенсації реактивної потужності від фірми RTR-Energia.
4. Випуск № 21. Керівництво по компенсації реактивної потужності з урахуванням впливу гармонік від фірми Schneider Electric. 2008р.
5. Б.Ю.Ліпкін. Електропостачання промислових підприємств і установок, 1990 г.

Підстанція\u003e Установки компенсації реактивної потужності

УСТАНОВКИ КОМПЕНСАЦІЇ реактивної потужності СЕРІЇ Варнет 6 (10) кВ

ВСТУП
Справжні керівництво по експлуатації поширюється на установ серії Варнет (надалі іменовані «установки» або «УКРМ»).

1. ПРИЗНАЧЕННЯ
Установки призначені для підвищення значення коефіцієнта потужності (cosj ) В електричних розподільних трифазних мережах напругою 6 (10) кВ, рід струму - змінний частоти 50 Гц.
Реактивна потужність, що виробляється УКРМ, фіксована або відбувається в автоматичному режимі шляхом підключення необходімогочіслакосінусних конденсаторів.
Нерегульована установка підключає до мережі все конденсатори одночасно на повну потужність.
Регульована установка забезпечує підключення ступенів конденсаторних батарей заданої потужності за допомогою регулятора. Регулятор визначає кут корекції між фазною напругою і струмом. У разі наявності відхилення від заданого значення відбувається підключення конденсаторних батарей, при цьому враховується їх потужність, число підключень, час, необхідний для розряду конденсаторів і т. Д. Регулятор забезпечує вимір і індикацію: параметрів мережі, середньотижневим коефіцієнта потужності, числа перевантажень установки.
В автоматичних установках один щабель можебути включена постійно, інші можуть бути підключені або відключені в автоматичному режимі.
Установки призначені для експлуатації в закритих приміщеннях (категорія З) в наступних умовах:
- інтервал температур від мінус 20 до плюс 40 ° С;
- відносна вологість повітря до 80% при температурі 20 ° С;
- висота над рівнем моря не більше 1000 м;
- довкілля невибухонебезпечна, що не містить струмопровідного пилу, агресивних газів і пари в концентраціях, що руйнують метали і ізоляцію.
Група умов експлуатації по стійкості до дії механічних факторів зовнішнього середовища по ГОСТ 17516.1-M13.
Установкіразработани відповідно до вимог гл. 5.6 розділу 5 ПУЕ та ГОСТ 12.2.007.5-75.
Установки серії Варнет є сучасне обладнання, яке об'єднало в собі передові технології виготовлення конденсаторів і автоматизованого управління потоками реактивної потужності. відмінними рисами установок серії Варнет є:
- захист то електричних і теплових впливів;
- підвищена стійкість до електричних перевантажень;
- взаємозамінність компонентів;
- простота монтажу, реконструкції і ремонту;
- вбудовані системи моніторингу і діагностики;
- застосування екологічно безпечних матеріалів, які не потребують спеціальних заходів щодо утилізації.

УМОВНЕ ПОЗНАЧЕННЯ

2. ТЕХНІЧНІ ВИМОГИ
2.1. ОСНОВНІ ПАРАМЕТРИ
УКРМ відповідають вимогам технічних умов і комплекту документації БЕТ3.674312.007 СБ України. Габаритні, установчі та приєднувальні розміри КРМ відповідають розмірам, зазначеним у додатку А. Схеми електричні принципові установок відповідають вказаним на рисунках додатка Б.
Основні параметри УКРМ відповідають параметрам, зазначеним в таблицях 1 і 2.
На замовлення споживачів допускається виготовлення установок з параметрами і характеристиками, що розширюють сферу застосування УКРМ. При цьому параметри і характеристики, які не встановлені цими технічними умовами, будуть відповідати вимогам договору (контракту) або протоколу по ГОСТ 2.124-85.

Таблиця 1. Установки компенсації реактивної потужності типу Варнет-Н і Варнет-А.

2.2. ТЕХНІЧНІ ХАРАКТЕРИСТИКИ
Установки допускають роботу при підвищенні діючого значення напруги до 1,1 номінального протягом 12 годин 8 добу та підвищенні діючого значення струму до 1,3 номінального довго, одержуваного як за рахунок підвищення напруги, так і за рахунок вищих гармонік, або того й іншого разом , незалежно від гармонійного складу струму.
Відношення максимального значення ємності, виміряного між двома будь-якими висновками, до мінімального не перевищує 1,06.
Опір ізоляції ланцюгів управління, вимірювання і сигналізації і блокування установок не менше 1 МОм.
Ізоляція ланцюгів управління, вимірювання сигналізації і блокування установок витримує випробувальну напругу 1000 В змінного струму частоти 50 Гц.

3. Будова і робота установок
3.1. КОНСТРУКЦІЯ ОСЕРЕДКІВ
Конструктивно УКРМ складається з одного осередку введення і конденсаторних осередків, кількість яких залежить від потужності установки.
Установки мають універсальний конструктив, що дозволяє здійснити лівосторонній і правосторонній приєднання осередку введення.
Осередки представляють собою збірно-зварні каркасні металеві шафи. Усередині розміщена апаратура головних і допоміжних ланцюгів. Доступ в осередку забезпечений через двері з боку фасаду.

Таблиця 2. Типорозміри і призначення шаф

А.Вводная осередок
Осередок введення призначена для підключення кабелю знизу, підключення конденсаторної установки через роз'єднувач, вимірювання та індикації струму конденсаторної установки в 3 фазах за схемою Арона. В осередку розміщуються роз'єднувач, два трансформатора струму. Апаратура монтується на бічну стінку, на якій передбачені відповідні отвори для кріплення роз'єднувача і трансформаторів струму. Блок автоматики монтується на передню стінку комірки введення. На передній панелі блоку розміщуються 3 амперметра; лампи індикації стану: "включено", "відключено", "перевантаження по струму"; лампа індикації "перевантаження по напрузі" (в нерегульованих установках); регулятор (в автоматизованій установці).
B. С. Нерегульована щабель
Осередок нерегульованої щаблі призначена для розміщення конденсаторів і запобіжників. В конструкції шафи конденсаторної комірки передбачені отвори для природної вентиляції.
C. Автоматична щабель
Осередок автоматичної ступені призначена для розміщення запобіжників, контакторів, демпфуючих реакторів і конденсаторів. В конструкції шафи передбачені отвори для природної вентиляції.
D. Перехідна осередок
Перехідна осередок призначена для підключення конденсаторної установки кабелем або шинами, введення знизу. В даному випадку блок автоматики розміщується в осередку з вимикачем.
Шафи установки володіють достатньою механічною міцністю, що забезпечує нормальні умови роботи і транспортування без будь-яких залишкових деформацій або ушкоджень, що перешкоджають його нормальній роботі.
Осередки з'єднані між собою електрично - збірними шинами і механічно - болтовими з'єднаннями. Внутрішні перегородки між шафами конденсаторних осередків відсутні.

3.2. ІЗОЛЯЦІЯ
Ізоляція установок задовольняє вимогам по класу 01 відповідно до ГОСТ 12.2.007.0-75. Ізоляція установок задовольняє вимогам ГОСТ 1516.3. На час проведення випробувань конденсатори повинні бути відключені.
Конденсатори проходять всі необхідні випробування на заводі-виробнику конденсаторів.

3.3. КОНДЕНСАТОРИ
В установках застосовуються однофазні або трифазні самовідтворюваними конденсатори вбудованими розрядними резисторами, які забезпечують зниження амплітудного значення напруги на установках до 50 В за час не більше 5 хв після відключення установок від електромережі.
Конденсатори мають в своєму складі плавкі запобіжники, які вбудовані в середину корпусу і послідовно з'єднані з кожною секцією. При пробої секції відповідний запобіжник повинен спрацьовувати.
При короткому замиканні поза конденсатора запобіжники не повинні спрацьовувати. Конденсатори повинні допускати тривалу роботу:
при підвищенні діючого значення струму до 1,3 від струму, отриманого при номінальній напрузі і номінальній частоті, як за рахунок підвищення напруги, так і за рахунок вищих гармонійних або за рахунок того і іншого разом незалежно від гармонійного складу струму.
З урахуванням граничного відхилення ємності плюс 10% найбільший допустимий струм може бути 1,43 номінального струму конденсатора.
Трифазні конденсатори підключаються паралельно, а двофазні за схемою "трикутник".
Всі металеві частини конденсаторів мають захисні покриття, стійкі до атмосферних впливів.
Конденсатори просякнуті екологічно чистої рідиною, яка є безпечним продуктом і по впливу на організм людини відноситься до 3-го класу небезпеки відповідно до ГОСТ 12.1.007.
Конденсатори, які відслужили термін служби або пошкоджені в процесі монтажу і експлуатації, підлягають утилізації (корпус, ізолятори, розрядники), а виймальних частина підлягає захороненню в спеціально відведених місцях, ізольованих від джерел води відповідно до санітарних норм.

Мал. 1 Конденсатори.

3.4. ЗАПОБІЖНИК
Для захисту конденсаторної батареї (секції) застосовуються запобіжники ПКЕ. Номінальний струм запобіжників вибирається з розрахунку 1.5-2IH номінального струму конденсаторної батареї (секції).
Специфікація в частині застосовуваних конденсаторів і запобіжників в конденсаторних комірках представлена \u200b\u200bв таблиці 3.

Таблиця 3. Конденсатори і запобіжники (розрахункова перевантаження)

3.5. ВИМИКАЧ
Для комутації регульованих ступенів (тип С) застосовуються вимикачі BB / TEL-10 / 20-1000 У2 ісп.51.
Вимикачі мають по 12 блок - контактів (6 нормально-замкнутих і 6 нормально-розімкнутих) для використання у зовнішніх колах управління і сигналізації, а також 1 службовий нормально-замкнутий блок-контакт, що забезпечує нормальну і узгоджену роботу пристрою управління і вимикача. Їх наявність дозволяє обмежити пусковий струм включення конденсаторів до значень, безпечних як для самих конденсаторів, так і для комутаційної апаратури. При досягненні вимикачем ресурсу в 50 000 операцій «ВО» пропонується проведення операцій планово-попереджувального ремонту, який включає в себе наступний перелік заходів:

• зовнішній огляд стану труться приводу і магнітної системи;
• проведення операцій ТО.

Для управління вакуумним вимикачем на двері регульованою ступені встановлюється блок управління серії TEL.

Малюнок 2. Зовнішній вигляд вимикача

3.6. Реактори
При комутації батарей вимикачами для обмеження струму заряду застосовані струмообмежуючі реактори типу RMV-260 на напругу 10 кВ. Реактори даної серії мають два габариту і відрізняються по електричним характеристикам. Кріпильні елементи універсальні і підходять для кріплення реактора будь-якого з двох габаритів.

Малюнок 3. Зовнішній вигляд реактора RMV

3.7. роз'єднувачів
У вступній осередку установок серій Варнет-Х-Х-1-Х / Х УЗ встановлюється роз'єднувач типу РВЗ-10 з заземлюючими ножами з боку шарнірних контактів (ісп.II ). У вступній осередку роз'єднувач монтується так, що заземлювальні ножі забезпечують заземлення збірних шин УКРМ. Тип роз'єднувача відповідає таблиці 4.

Таблиця 4. Тип роз'єднувача

3.8. ТРАНСФОРМАТОРИ
У вступній осередку установок серій Варнет-Х-Х-1-Х / Х УЗ встановлюються трансформатори типу ТЛО-10.
Вони призначені для передачі сигналу вимірювальної інформації вимірювальним приладам і пристроям захисту і управління, а також для ізолювання ланцюгів вторинних з'єднань від високої напруги в комплектних розподільних пристроях змінного струму на клас напруги до 10 кВ.
Трансформатори струму ТЛО-10 виготовляються з кількістю вторинних обмоток від однієї до п'яти.
Трансформатори струму ТЛО-10 виготовляються в чотирьох габаритах. Вибір габариту обумовлений поєднанням кількості обмоток і необхідних технічних параметрів.

Малюнок 4. Зовнішній вигляд трансформатора ТЛО-10

3.9. ошиновка
Збірні шини розташовані у верхній частині шафи і монтуються до каркасу шафи через ізолятори внутрішньої установки.
Ошиновка збірних шин повинна проводитися алюмінієвими шинами.
З'єднання збірних шин між шафами проводиться перемичками того ж перетину.
Вимоги до ізоляторів наведено в таблиці 5.
Можливе застосування наступних ізоляторів: І0-10-7,5, ИОР-10-7,5 та інших ізоляторів з характеристиками не гірше.
Перетин шин вибирається згідно сумарної ємності конденсаторної збірки у напрямку до джерела відповідно до таблиці 6.

Таблиця 5. Параметри ізоляторів

Таблиця 6. Перетин шин

4. ВИКОРИСТАННЯ ЗА ПРИЗНАЧЕННЯМ
4.1. ПІДГОТОВКА ДО ЕКСПЛУАТАЦІЇ
4.1.1 ВИМІР ЄМКОСТІ
Перед введенням в експлуатацію уможливити відбір проб ємності кожного конденсатора і записати результати вимірювання в експлуатаційний журнал. Значення потужності конденсатора в стані поставки повинно відповідати значенню потужності, вказаною на табличці. Відхилення значення потужності конденсатора від номінальної повинно знаходитися в межах від мінус 5% до плюс 10% при температурі 20 ° С.
Вимірювання ємності конденсатора стремено ізольованими висновками виробляти при відключеною установці, попарно між усіма висновками, при цьому третій висновок оставлятьнеподсоедіненним.
Розрахунок потужності конденсаторів стремено висновками Q здійснюється за формулою:

де - ємності, виміряні між двома висновками, Ф;

Вимірювання ємності конденсатора з шістьма ізольованими висновками виробляти на відключеною установці між висновками кожної фази конденсатора.
Розрахунок потужності конденсаторів з шістьма висновкамиQ здійснюється за формулою:

де - ємності, виміряні між висновками кожної фази конденсатора, Ф;
f - номінальна частота (50 Гц);
U - номінальна напруга конденсатора, В;
Вимірювання ємності рекомендується проводити при температурі навколишнього повітря від 15 до 35 ° С. Похибка вимірювання ємності повинна знаходитися в межах ± 2%.

4.1.2 ВИМІР опору ізоляції
Опір ізоляції вимірюється мегаомметром на напругу 2500 В.
Випробувальна напруга прикладати між попередньо з'єднаними частинами ланцюгів управління, вимірювання, сигналізації і корпусом установки при відокремлених силових ланцюгах і відокремлених роз'ємах від регулятора потужності.
Опір повинен бути не менше 1 МОм.

4.2. МОНТАЖ І ПІДКЛЮЧЕННЯ
4.2.1 РОЗМІЩЕННЯ І МОНТАЖ
Монтаж виробляти при повністю знеструмлених головних і допоміжних ланцюгах. Упевнитися, що мінімальна відстань від вентиляційних решіток до будь-яких поверхонь становить не менше 120 мм. Забороняється розміщувати установки в пожежо- і вибухонебезпечних приміщеннях.
Установки Варнет мають шафове виконання, і їх необхідно розміщувати безпосередньо на підлозі в місцях, де відсутня ймовірність механічних пошкоджень.
Шафи кріпляться до бетонної підлоги за допомогою анкера забивного і болта Ml 0. При установці на металеву основу проводиться сверловка отворів в основі діаметром 8,5 мм і нарізається різьба М10. Схема розмітки під установку шаф представлена \u200b\u200bв додатку А. Досить установки чотирьох болтів на кожну шафу. Болти М10 і анкери забивні входять в комплект поставки.
Після установки шаф згідно з додатком А необхідно демонтувати куточки поз.1 (рис.5), які фіксують корпусу конденсаторів поз.2 при перевезенні. Куточки поз.2 потрібні тільки при транспортуванні шаф.
Далі проводиться монтаж шинних перемичок, магістральної шини заземлення. Контактні поверхні обробити згідно ГОСТ 10434-82, інсталяційний креслення представлений в додатку А. Зняти захисну плівку з високовольтних запобіжників і перевірити контактні з'єднання. підключення вторинних ланцюгів провести сполучними джгутами входять в комплект поставки, схеми підключення представлені в додатку Б. Після закінчення монтажу вторинних ланцюгів необхідно провести перевірку працездатності схеми в зборі.

Малюнок 5. Кріплення конденсаторів

4.2.2 ОРГАНІЗАЦІЯ заземлення
Перед підключенням необхідно приєднати установку до контору заземлення.
В установці є болти для приєднання заземлення та випуски шини магістралі заземлення під приварення.
Осередки установки, а також відкриваються двері з'єднані між собою заземляющими провідниками.
В конструкції шафи передбачена шина заземлення.
У конденсаторних установках передбачені заземлюючі елементи:
- у вторинних обмоток трансформаторів струму;
- у приводів роз'єднувачів;
- у корпусів вимикачів;
- у металевих корпусів елементів вторинних ланцюгів і блоку автоматики;
- у шафи автоматики установки.
Болт заземлення кожного з конденсаторів, що входять в установку, з'єднаний заземлювальним провідником з каркасом осередку установки. Каркаси осередків мають Бонк заземлення під болт Мб для приєднання шафи до загального контуру заземлення.
Конденсаторні установки мають роз'єднувачі з заземлювальними ножами для заземлення установки після її відключення (в разі комплектації установки з роз'єднувачем).
Заземлення кожної з конденсаторних батарей при виконанні профілактичних ремонтних робіт може виконуватися переносним пристроєм, що заземлює.
Вступна осередок конденсаторної установки має болт діаметром не менше 6 мм для приєднання переносного заземлення.
Заземлення кожного осередку установок здійснено приєднанням до заземлювального провіднику гнучким проводом ПВЗ Ж / 3 перетином 4 мм кв.

4.2.3 ПІДКЛЮЧЕННЯ ДО МЕРЕЖІ
До підключення установки до мережі перевірити якість кріплення всієї апаратури і контактних з'єднань (затяжку гвинтів, гайок).
Всі операції по включенню 8 мережу і відключення установок від мережі в процесі експлуатації проводити відповідно до вимог керівництва з експлуатації. У разі спрацьовування захисту повторне включення установок виробляти тільки після з'ясування та виключення причин відключення.
Підключити установку через кабельний ввід до мережі. Введення кабелю в установках здійснюється знизу. Для цього у вступній осередку в підставі передбачений виріз.
Підключити установку через кабельний ввід до мережі. Введення кабелю в установках здійснюється знизу. Для цього у вступній осередку в підставі передбачений виріз. Введення контрольного кабелю здійснюється збоку в короб, розміщений у верхній частині шафи. Допускається при необхідності введення кабелю в короб через високовольтний відсік. При цьому необхідно провести сверловку отвори під кабельний ввід і ущільнити його сальником.

4.2.4 ЗАХИСТ
Конденсаторні установки мають індивідуальний захист конденсаторів від струмів короткого замикання, здійснювану плавкими запобіжниками.
Запобіжники вибираються відповідно до IEC 60549 "Високовольтні запобіжники для зовнішньої захисту силових конденсаторів". В установках застосовані запобіжники серії ПКЕ.
Вторинні кола захищені запобіжниками.
Конденсаторні установки мають:
- струмовий захист при перевантаженні струмом понад 130% номінального з витримкою часу 5 хв;
-Захист від максимальної напруги понад 110% номінального з витримкою часу 5 хв для нерегульованих установок, в регульованих установках цю функцію виконує регулятор;
- захист від повторного включення протягом 5 хв після відключення на час розряду конденсаторів.

4.2.5. БЛОКИРОВКИ, ІНДИКАЦІЯ І ОСВІТЛЕННЯ
Контроль рівності ємнісних струмів трьох фаз установок здійснено амперметрами, включеними через трансформатори струму, розташованими 8 вступної осередку.
Передбачено повну заборону оперування роз'єднувачем при ввімкненому вимикачі. Блокування забезпечується шторкові механізмом, який блокується електромагнітним замком YA.
Відкриття дверей вступної комірки і конденсаторних осередків неможливо при наявності напруги на збірних шинах установки. Блокування забезпечуються за допомогою електромагнітних замків на дверях осередків YA і кінцевого вимикача SQ, який перешкоджає подачі напруги на замки при включеному вимикачів протягом 300 секунд після його відключення.
Можна обмежити оперування вимикачем при відкритих дверях осередків. Блокування здійснюється завдяки кінцевим вимикачів SQ.
У кожному осередку забезпечена підсвічування / освітлення для спостереження за станом основного обладнання осередку через оглядові вікна.

4.2.6. ПЕРЕВІРКА ПРАЦЕЗДАТНОСТІ ЗАЩИТ, блокувань, ІНДИКАЦІЇ
Установка вважається готової до випробувань якщо:

• Виконано монтаж сполучних джгутів.
• Перевірені на працездатність і при необхідності відрегульовані механічні блокування.
• На всі компоненти установки подано електроживлення.
• Виконане захисне заземлення установки.
• Запрограмований регулятор установки.
• Підключення випробувального устаткування необхідно виконувати до установки в послідовності і відповідно до схем підключення представлених нижче.

4.2.6.1. Функціональна перевірка працездатності блокувань і захистів
При перевірці працездатності автоматичних і нерегульованих установок слід проводити перевірку працездатності захистів установки в наступній послідовності:
1. Провести підключення згідно випробувальної схеми.
2. Осередок лінії, що відходить конденсаторної установки повинна знаходиться в контрольному стані.
Схема перевірки захистів, блокувань індикації, за винятком регулятора (підключення в осередку введення).

Включення установки виробляти в такій послідовності:

• Візуально перевірити цілісність монтажу внутрішніх з'єднань шафи;
• Запобіжники установки повинні бути в положенні «Вимк.»;
• Всі двері установки повинні бути закриті на замки, при наявності роз'єднувача заземлення повинно бути знято, роз'єднувач замкнутий;
• Вимикач осередку лінії, що відходить конденсаторної установки включити в контрольному стані.
• Подати напругу живлення на установку (подача напруги повинно здійснюватися через захисний автоматичний вимикач);
• Включити запобіжники FU1-FU2;
• При подачі напруги харчування контролювати появу світлових сигналів на світлодіодах блоку управління, індикацію лампи сигналізації «включено»;

2. Перевірити спрацьовування всіх електромагнітних замків;
3. Примусово за допомогою ручного замку аварійного відключення розблокувати електрозамки роз'єднувача, накласти заземлення, включити роз'єднувач, повернути в початковий стан, відкрити двері установки по черзі починаючи з осередки введення, закрити двері. При всіх маніпуляціях проконтролювати згасання лампи індикації «включено», загоряється лампа індикації «розряд батареї».
4. Підвищити випробувальну напругу на 110% від номінальної напруги по ланцюгах ТН, через 5 хвилин візуально проконтролювати: спрацьовування лампи індикації «перевантаження по напрузі», згасання лампи індикації «включено», загоряється лампа індикації «розряд батареї». У разі не спрацювання реле напруги 110% від номінального або спрацьовування лампи індикації покажчиків напруги не через 5 хвилин, перевірити правильність уставки на реле напруги і реле часу соотвеавенно;
5. Підвищити випробувальний струм на 130% номінального, через 5 хвилин візуально проконтролювати спрацьовування лампи індикації «перевантаження по току», згасання лампи індикації «включено», загоряється лампа індикації «розряд батареї». У разі не спрацювання теплового реле 130% струму від номінального перевірити правильність уставки на тепловому реле;
6. Відключити вимикач осередку лінії, що відходить конденсаторної установки, загоряється лампа «Розряд батареї», необхідно проконтролювати її горіння протягом 5 хвилин. Під час горіння лампи перевірити закрите соаояніе всіх електрозамків. Після закінчення 5 хвилин, електрозамок блокування роз'єднувача повинен розблокуватися лампа «Розряд батареї» згаснути, інші електрозамки оааются в заблокованому стані. У разі відсутності роз'єднувача розблокуються все електрозамки установки. Оперувати роз'єднувачем, встановити його в розімкнуте соаояніе, перевірити закрите соаояніе електрозамків установки крім замку роз'єднувача. Накласти заземлення збірних шин, заземлення введення, розблоковуються все електрозамки установки;
7. Перевірити працездатність освітлення установки шляхом включення і виключення вимикача. Після успішного закінчення перевірок по даній процедурі регулятор, блокування і захисту вважаються пройшли випробування.

5. Експлуатація І ТЕХНІЧНЕ ОБСЛУГОВУВАННЯ
5.1. ЗАХОДИ БЕЗПЕКИ
Не допускається експлуатація установок при знятих захисних кожухах і відкритих дверях.
Увага! Протягом 5 хвилин після відключення установки забороняється робити розряд конденсаторів закорочуванням їх висновків накоротко, а також дотик до струмоведучих частин.
Перед дотиком до струмоведучих частин відключених установок незалежно від попереднього розряду необхідно провести індивідуальний розряд всіх конденсаторів замиканням їх висновків накоротко і на корпус заземленої металевої шиною, укріпленої на ізолюючої штанги.
У разі, коли конденсатор не підключений до установки, але знаходиться в зоні дії електричного поля, Висновки конденсатора закоротити перемичкою, яку зняти при підключенні.
Технічне обслуговування виробляти при повністю знеструмлених головних і допоміжних ланцюгах.
При проведенні ремонтних робіт на місці експлуатації необхідно забезпечити умова виконання видимого розриву вступних ланцюгів.

5.2. ТЕХНІЧНЕ ОБСЛУГОВУВАННЯ
Огляд без відключення конденсаторів проводити не рідше ніж один раз на декаду. Вимірювання ємності конденсатора проводити відповідно до рекомендацій 4.1.1 через два місяці після введення в експлуатацію і надалі не рідше одного разу на рік.
Огляд конденсаторів в відключеному стані виробляти через два місяці після введення в експлуатацію, а далі не рідше одного разу на рік. При цьому перевірити:
- справність електричних контактних з'єднань. У разі ослаблення контактних з'єднань підтягнути гайки:
- відсутність пошкоджень корпусу (відсутність механічних пошкоджень).
Знімати з експлуатації конденсатори, що мають дефекти:
- пробою між висновками, зменшення значення ємності (потужності) більше 15 в порівнянні зі значенням, виміряним до початку експлуатації;
- пошкодження корпусу.
Технічний огляд решти елементів слід проводити одночасно з оглядом конденсаторів в відключеному стані в наступному обсязі:
- очистити від пилу і забруднення;
- перевірити цілісність плавких вставок (зовнішнім оглядом);
- перевірити надійність всіх різьбових з'єднань;
Несправні елементи схеми замінити елементами того жетіпономінала.
Про всі технічних оглядах і несправності, виявлених під час технічних оглядів, повинні бути зроблені відповідні записи в експлуатаційному журналі.

6. Маркування
Вимоги до маркування УКРМ по ГОСТ 18620. При цьому маркування УКРМ містить такі маркувальні дані:
а) товарний знак підприємства - виробника;
б) позначення типу установки;
б) заводський номер і рік випуску;
г) номінальна напруга, кВ;
д) номінальна частота, Гц;
е) кількість і потужність ступенів, квар
Установки мають поруч з болтом для заземлення знак електричного заземлення по ГОСТ 21 130-75. Установки мають інформаційні таблички, що містять такі дані:
а) Ступень;
б) потужність;
в) секція.
Кожна шафа установки має на двері комірки знак для попередження про небезпеку ураження електричним струмом по ГОСТ 12.4.026-76.
Кожна шафа установки з конденсаторами має таблички:
- розпорядча: «Працювати при накладеному межполюсние заземлении»
- інформаційні: «Харчування, Аварія, Готовий» (для кожної регульованої ступені) і «Освітлення»;
Вступної шафа має інформаційні таблички: «Освітлення», «Ток фаза А», «Ток фаза В», «Ток фаза С», «Розряд батареї», «Включено», «Перевантаження по струму» і «Перевантаження по напрузі» (для нерегульованих установок), «Регулятор потужності» (для регульованих установок).
На табличці конденсатора вказані:
- товарний знак підприємства-виробника;
- умовне позначення конденсатора;
- частота номінальна в герцах;
- рівень ізоляції в кіловольт. Рівень ізоляції позначають двома числами, розділеними косою рисою, де перше - діюче значення випробувальної напруги змінного струму частоти 50 Гц між висновками, з'єднаними разом, і корпусом, а друге число - максимальне значення випробувальної напруги повного грозового імпульсу 1,2 / 50;
- інтервал робочих температур навколишнього повітря в градусах Цельсія. Інтервал робочих температур позначають двома числами, розділеними косою рисою, де перше - найнижча температура навколишнього повітря, а друге - категорія температури згідно ГОСТ 1282-88.
Транспортне маркування відповідає ГОСТ 14192. При цьому на коробках крім основних і додаткових написів, нанесені:
- інформаційні написи: маса і габарити;
- мані пул яціонние знаки: "Місце стропування", "Верх" і при необхідності "Крихке. Обережно", "Центр тяжкості";
- інформаційні написи за реквізитами замовника і за даними підприємства - виробника (замовлення-наряд, заводський замовлення, креслення).

7. ПРАВИЛА ЗБЕРІГАННЯ ТА ТРАНСПОРТУВАННЯ
7.1. Умови транспортування та зберігання і допустимий термін зберігання до введення в експлуатацію установок (в упаковці і консервації підприємства-виготовлювача) відповідає ГОСТ 23216 і наведені в таблиці 7.
7.2. У договорах на поставку УКРМ допускається встановлювати інші умови транспортування і зберігання.
7.3. Транспортування залізничним і водним транспортом проводиться без обмеження дальності перевезень.
7.4. Транспортування автомобільним транспортом може здійснюватися по дорогах з асфальтовим або бетонним покриттям на будь-яку відстань, а по грунтових або бруковим дорогах на відстань до 250 км зі швидкістю до 40 км / ч.
7.5. Умови навантаження, вивантаження, способи кріплення на транспортних засобах за кресленнями підприємства-виготовлювача і відповідно до "Правилами перевезень вантажів", що діють на кожному виді транспорту.

Додаток А

В умовах споживання енергоресурсів інфраструктурою міст компенсація реактивної потужності спрямована в більшості випадків на економію при експлуатації розподільних мереж і одночасно на поліпшення якості напруги. на промислових підприємствах економія енергії полягає в ефективному її використанні, що обумовлено правильною роботою окремих промислових систем і технологічних установок.
Компенсатори реактивної потужності дозволяють помітно знизити витрати на електроенергію.
Конденсаторні установки реактивної потужності набули широкого застосування, тому що мають переваги в порівнянні з іншими існуючими методами компенсації (великий діапазон вибору необхідної потужності, простота експлуатації і монтажу, безшумність роботи, можливість установки в різних точках електричної мережі і т.д.).
Для правильного вибору конденсаторної установки для електродвигунів та трансформаторів потрібно враховувати електричні параметри і стан енергосистеми виробництва. Це дозволяє найбільш ефективно підібрати конденсаторну установку і, отже, гарантує її якісну і надійну роботу. Мінімальний термін служби установки становить 10 років, але спостерігаються часті поломки при меншому терміні роботи. Основними причинами зниження термінів служби конденсаторів є: перевищення нормативної температури експлуатації установки в виробничому приміщенні (термін служби знижується вдвічі при підвищенні температури на 7 градусів), вплив вищих гармонік, збільшення частоти включення і підвищення навантаження за рахунок збільшення коливань напруги мережі, використання недорогих конденсаторів.
При виборі конденсаторної установки попередньо необхідно визначити наступне:
- потужність необхідної компенсації;
- напруга мережі;
- зовнішнє або внутрішнє розташування установки;
- крок автоматичного регулювання потужності.
Вибір конденсаторних установок здійснюється за трьома параметрами:
1. Можливість коригування потужності;
2. Включає установка вищі гармоніки чи ні;
3. Час регулювання і швидкість спрацьовування.
Детально розглянемо вплив і значення кожного параметра.
Можливість коригування потужності конденсаторної установку позначає, що установка підтримує можливість ступінчатого регулювання потужності в ручному або автоматичному режимі. Комутація конденсаторів в регульованих конденсаторних установках реалізується за допомогою тиристорів або контакторів.
Присутність фільтрів вищих гармонік в конденсаторних установках визначається характером споживачів. Фільтри гармонік в конденсаторної установки не потрібні, якщо на конденсаторну установку не вплине нелінійна навантаження ( зварювальні апарати; двигуни, оснащені пристроями плавного пуску, Частотно регульованими приводами; індукційні та дугові плавильні печі). Розрахунок конденсаторної установки з фільтрами гармонік проводиться в разі наявності в мережі підприємства споживачів нелінійного навантаження. Розрахунок на резонанс при виборі конденсаторних установок є обов'язковим. Розрахунок показує відбудеться резонанс при впровадженні конденсаторної установки на тій чи іншій гармоніці, наявної в мережі підприємства, або ні. При наявності вищих гармонік використовується установка з фільтрами.
Тип розрядних пристроїв на конденсаторах і тип комутуючих апаратів визначають швидкість спрацьовування конденсаторної установки.
Проміжок часу, після закінчення якого відключений конденсатор може бути знову підключений до мережі, називається часом повторного включення ступені.
Тип комутуючих апаратів визначає швидкодію для установок з напругою до одного кВ. Конденсаторні установки можуть бути з тиристорної і контакторной комутацією. У першому варіанті час повторного включення і час спрацьовування конденсаторів дорівнює приблизно 60 мс. Це пояснюється тим, що тиристор включає фази конденсатора під час переходу напруги через «0», а вимикає в нулі струму. В підсумку перехідні процеси зводяться до мінімуму, витримка часу на розряд конденсаторів не потрібно. У разі контакторной комутації швидкість швидкодії характеризується швидкістю розряду конденсатора на вмонтований розрядний резистор. Цей процес займає не більше двох хвилин. В цей час конденсатор заборонено включати під напругу, щоб уникнути його поломки. Також в даному випадку має значення частота спрацьовування контакторів. Якщо робота контакторів супроводжується багаторазовим виключенням і включенням за малий проміжок часу, то контактори швидко прийдуть в непридатність і потрібно їх заміна.
Швидкість розряду конденсатора визначає швидкодію для установок з напругою 6 або 10 кВ. Стандартний час такого процесу для всіх установок становить 10 хвилин. Час розрядки конденсатора можна звести до однієї хвилини, але для цього необхідно встановити на конденсатори розрядні дроселі або розрядні опору збільшеної потужності.
Миттєве від'єднання конденсаторів від силового ланцюга при відключенні харчування з котушок і швидкий розряд конденсаторів гарантують розрядні модулі опорів трифазних косинусного конденсаторів, які розташовуються зовні між їхніми висновками.
Час розрядки конденсатора можна знизити за допомогою бистроразрядних керамічних резисторів, які включаються через додатковий контакт контактора.
Інтервал перемикання конденсаторної установки під час автоматичного режиму роботи можна знизити за допомогою підключення розрядного дроселя з двома V-подібними обмотками натомість розрядних резисторів. Така заміна дозволяє збільшити допустиму кількість розрядів конденсаторних батарей за однакові інтервали часу в 2-2,5 рази. Але при комутації ступенів конденсаторних батарей тиристорн контакторами розрядні дроселі застосовувати заборонено!
Конденсаторні установки можна вибрати двома способами:
- на основі отриманих параметрів якості електроенергії;
- теоретично.
Найбільш точний і вірний спосіб - перший, але використовувати його можна тільки в умовах існуючих підприємств. Теоретичний спосіб підбору конденсаторних установок застосовується для знову проектованих підприємств.
Розглянемо випадки вибору конденсаторних установок по кожному з параметрів.

При виборі конденсаторної установки з можливістю регулювання необхідно визначити тип (нерегульовані, регульовані). Відсутність коливань реактивної потужності передбачає установку нерегульованої конденсаторної установки. Такий тип застосовується для індивідуальної компенсації двигунів (установка відключається і включається разом з двигуном), компенсації мереж освітлення (установка відключається і включається разом з освітленням), а також в інших аналогічних випадках. В інших випадках необхідно встановити автоматичну конденсаторну установку.
Теоретичний вибір конденсаторної установки заснований на наступному нерівності:
Sнн / Sтр\u003e 15% - необхідно встановити конденсаторну установку з фільтрами гармонік;
Sнн / Sтр< 15 % - установка конденсаторной установки возможна без применения фильтров гармоник.
де Sнн - загальна потужність всіх споживачів з нелінійним навантаженням (зварювальні апарати, частотні приводу, пристрої плавного пуску і т.д.);
Sтр - потужність трансформатора.
Дані про якість електроенергії (при їх наявності, а саме коефіцієнти несинусоїдальності кривих напруги і струму) необхідно враховувати при виборі конденсаторної установки.
Виробляти підбір конденсаторної установки з фільтрами гармонік на напругу 6 або 10 кВ слід виконувати після обстеження електромережі підприємства і розрахунку конденсаторної установки на її сумісність з існуючим обладнанням і мережею підприємства.
Розрахунок щодо можливого резонансу необхідно провести при виборі конденсаторної установки без фільтрів гармонік. При виборі регульованою установки необхідно провести розрахунок для всіх градацій потужності конденсаторної установки.
Теоретично вибрати конденсаторну установку по швидкості спрацьовування допоможуть наступні правила:
- тиристорна комутація застосовується на підприємствах з резкопеременной навантаженням - цехи з випуску зварної сітки, порти, складські комплекси з великим крановим та підйомним устаткуванням, роботизовані виробництва і для виробництва з низьким рівнем шуму.
- контакторная комутація застосовується практично на всіх промислових підприємствах за винятком підприємств з резкопеременной навантаженням.
До вибору конденсаторної установки для компенсації реактивної потужності слід підійти відповідально, щоб отримати від постачальника електроенергію необхідної якості, витратити її без втрат і отримати істотну економію енергоресурсів і засобів.

Потужність, що споживається навантаженням на змінному струмі, Підрозділяється на активну (P) і реактивну (Q) складову. корисну роботу здійснює тільки активна потужність, а реактивна потужність йде на створення магнітного та електричного поля. Передача реактивної потужності від джерел генерації до споживача небажана з наступних причин:

• з'являються додаткові втрати активної потужності і енергії в усіх елементах електричної мережі;
• зростають втрати напруги;
• збільшуються капітальні витрати на будівництво мереж, так як доводиться ставити більш потужне обладнання на підстанціях і прокладати лінії з великим перетином жил проводів і кабелів.

Існує ряд заходів щодо зниження споживання реактивної потужності, зокрема, установка компенсуючих пристроїв (КУ). Очевидно, що найбільш доцільно ставити КУ в місцях споживання реактивної потужності, так як в цьому випадку розвантажується все елементи мережі, які беруть участь в передачі електроенергії. Для компенсації реактивної потужності використовуються конденсаторні батареї, синхронні компенсатори, тиристорні компенсатори.

Співвідношення споживання активної та реактивної потужності характеризується коефіцієнтом реактивної потужності - tgφ.

Таблиця 1.Граничні значення tgφ в годинник великих добових навантажень електричної мережі для споживачів, приєднаних до мереж напругою нижче 220 кВ, визначаються відповідно до додатка до (див. Табл. 1).

Граничні значення коефіцієнта реактивної потужності

Слід зауважити, що ці значення встановлюються

«... по відношенню до споживачів електричної енергії, приєднана потужність енергоприймаючу пристроїв яких понад 150 кВт (за винятком громадян-споживачів, що використовують електричну енергію для побутового споживання, і прирівняних до них відповідно до нормативних правових актів у галузі державного регулювання тарифів груп (категорій) споживачів (покупців), в тому числі багатоквартирних будинків, Садівничих, городницьких, дачних та інших некомерційних об'єднань громадян) ».

Крім того, максимальна величина tgφ може вказуватися в видаються споживачам технічних умовах (ТУ) на підключення до електричних мереж. В цьому випадку приблизна формулювання наступна (приклад для ТП-10 / 0,4 кВ):

«Узгоджений системним операторомtgϕ на стороні 10 кВ прийняти не більше 0,1. Проектом необхідно виконати розрахунок реактивної потужності, передбачити компенсуючі пристрої з автоматичним регулюванням в РУ-0,4 кВ трансформаторної підстанції. Кількість і потужність компенсуючих пристроїв визначити проектом ».

У наведеній формулюванні вимоги до максимального значення tgφ жорсткіше, ніж в (див. Табл. 1). При цьому не вказується, до якого режиму відноситься вимога - годинник великих чи малих добових навантажень.

У статті розглядається поширений випадок компенсації реактивної потужності в системі електропостачання при установці регульованою батареї конденсаторів на шинах 0,4 кВ трансформаторної підстанції (ТП) напругою 10 (6) / 0,4 кВ.

Постановка задачі

принципова електрична схема трансформаторної підстанції з встановленими пристроями компенсації реактивної потужності (конденсаторними батареями) приведена на рис. 1.

Мал. 1. Принципова електрична схема трансформаторної підстанції.

Як правило, секційний автоматичний вимикач в нормальному режимі роботи ТП розімкнути. Кожну секцію шин можна розглядати ізольовано один від одного і розраховувати параметри режиму окремо. Для спрощення розрахунків вважатимемо режими споживання електроенергії на обох секціях симетричними і приймемо такі позначення:

• P р.нагр.1 \u003d P р.нагр.2 \u003d P р.нагр. - розрахункова активна потужність навантаження;
• cosφ р.нагр.1 \u003d cosφ р.нагр.2 \u003d cosφ р.нагр. - розрахунковий коефіцієнт потужності навантаження;
• Q КУ-1.ном \u003d Q КУ-2.ном \u003d Q КУ.ном - номінальна потужність пристрою компенсації реактивної потужності (УКРМ);
• ΔQ КУ-1 \u003d ΔQ КУ-2 \u003d ΔQ КУ - потужність ступені регулювання УКРМ;
• U НН - номінальна напруга боку низької напруги (НН);
• P 1-ПН \u003d P 2НН \u003d P НН \u003d P р.нагр. - розрахункова активна потужність на шинах НН;
• Q 1-ПН \u003d Q 2НН \u003d Q НН - розрахункова реактивна потужність на шинах НН;
• tgφ 1-ПН \u003d tgφ 2НН \u003d tgφ НН - розрахунковий коефіцієнт реактивної потужності на шинах НН;
• ΔP Т - втрати активної потужності в трансформаторі;
• ΔQ Т - втрати реактивної потужності в трансформаторі;
• U ВН - номінальна напруга боку високої напруги (ВН);
• tgφ max (tgφ min) - максимальне (мінімальне) значення нормованого коефіцієнта реактивної потужності на шинах ВН;
• P 1ВН \u003d P 2ВН \u003d P ВН - розрахункова активна потужність на шинах ВН;
• Q 1ВН \u003d Q 2ВН \u003d Q ВН - розрахункова реактивна потужність на шинах ВН;
• tgφ 1ВН \u003d tgφ 2ВН \u003d tgφ ВН - розрахунковий коефіцієнт реактивної потужності на шинах ВН.

Розрахунок потужності УКРМ

Коефіцієнт реактивної потужності на стороні ВН визначається наступним чином:

Споживана реактивна потужність на шинах ВН складається з реактивної потужності навантаження і реактивних втрат потужності в трансформаторі мінус попередньо потужності компенсуючого пристрою:Споживана активна потужність на шинах ВН складається з активної потужності навантаження і активних втрат потужності в трансформаторі:

Висловимо реактивну потужність навантаження через відомі величини (див. Рис.1):

Втрати активної і реактивної потужності в трансформаторі залежать від переданої потужності і розраховуються за формулами (7) і (8):

ΔQ μ - втрати реактивної потужності холостого ходу трансформатора, квар;де ΔP xx - втрати активної потужності холостого ходу трансформатора (паспортні дані), кВт;

ΔP нагр. (ΔQ нагр.) - навантажувальні активні (реактивні) втрати в трансформаторі, кВт (квар);

ΔP до - втрати активної потужності короткого замикання трансформатора (паспортні дані), кВт;

S НН - споживана повна потужність на шинах НН, кВ * А:

I хх - струм холостого ходу трансформатора,%;S Т - номінальна повна потужність трансформатора, кВ * А;

U к - напруга короткого замикання трансформатора,%.

Слід зауважити, що розрахунки за формулами (7) - (9) носять наближений характер, так як на цьому етапі не можна визначити значення Q НН через те, що невідомо розрахункове значення реактивної потужності компенсуючого пристрою Q КУ.р, см. Формулу ( 4). В цьому випадку можна:

• прийняти Q КУ.р \u003d 0 і виконати розрахунок без компенсуючого пристрою;
• прийняти Q КУ.р \u003d Q р.нагр. і виконати розрахунок при повній компенсації реактивної потужності на шинах НН (цей варіант рекомендується використовувати через меншу розрахункової похибки першої ітерації розрахунку втрат в трансформаторі).

Підставляючи в (2) вираження (3), (4) і (5), отримаємо вираз для розрахунку коефіцієнта реактивної потужності на шинах ВН, де другим невідомим є значення реактивної потужності компенсуючого пристрою Q КУ:

Так як максимальне значення коефіцієнта реактивної потужності на шинах ВН унормовано, значить має виконуватися така умова:

Виконання умови (11) необхідно по нормативним вимогам, але недостатньо, так як коефіцієнт реактивної потужності може бути негативною величиною. Дійсно, якщо в (10) Q КУ.р буде досить великою, щоб чисельник дробу став негативним, то отримаємо перекомпенсацію реактивної потужності Q ВН< 0 (генерацию в сеть высокого напряжения) и tgϕ ВН < 0. Перекомпенсация реактивной мощности также нежелательна, как и недокомпенсация, так как в сети опять появляются дополнительные потери мощности и энергии в электрической сети и возрастают капитальные затраты на её строительство. Таким образом, наряду с максимальным значением коэффициента реактивной мощности должно задаваться его минимальное значение tgϕ min . В отсутствие нормативных требований к величине tgϕ min его значение может быть определено из следующих соображений:

• якщо генерація реактивної потужності в мережу ВН неприпустима, то tgφ min \u003d 0;
• якщо не можна перевищувати заданий рівень втрат потужності і енергії в мережі, а також забезпечити роботу обладнання в номінальних режимах (перекомпенсація допустима), то tgφ min \u003d -tgφ max.

Необхідна і достатня умова для вибору УКРМ виглядає наступним чином:

Підставивши (10) в (12), отримаємо:

Розглянемо окремо ліву і праву частини виразу (13).

Очевидно, що tgφ max буде при найменшому розрахунковому значенні реактивної потужності компенсуючого пристрою Q КУ.р. min. Замінимо в (13) Q КУ.р на Q КУ.р. min і підставимо знак рівності між правою і середньою частиною вираження:

Висловивши в (14) Q КУ.р. min і виконавши необхідні перетворення (15), отримаємо вираз для розрахунку мінімально допустимої потужності компенсуючого пристрою (16):

Аналогічно для лівої частини (13), tgφ min буде при найбільшому розрахунковому значенні реактивної потужності компенсуючого пристрою Q КУ.р. max. Відповідно, вираз для розрахунку максимально допустимої потужності КУ:

Номінальна потужність установки компенсації реактивної потужності вибирається з умови:

Підставивши (16) і (17) в (18), отримуємо остаточні вирази для вибору номінальної реактивної потужності УКРМ:де Q КУ.р. max і Q КУ.р. min - граничні значення реактивної потужності УКРМ, певні для розрахункових значень P р.нагр. і cosφ р.нагр. .

Конденсаторна батарея (УКРМ) містить обмежений набір конденсаторів. Конденсатори можуть бути однаковою або різною ємності і розбиті на групи. Кожна група має своє комутаційний пристрій (контактор) для включення в електричний ланцюг. Мікропроцесорний блок контролю і управління вимірює параметри поточного режиму (струм і напруга) і підбирає таке поєднання наявних груп конденсаторів, щоб забезпечити необхідне значення коефіцієнта реактивної потужності. Очевидно, що регулювання реактивної потужності УКРМ є дискретним. Мінімальна величина змінюваного значення реактивної потужності УКРМ називаєтьсящаблем регулювання ΔQ КУ . Чим менше ступінь регулювання, тим більш громіздким і дорогим виходить УКРМ, так як збільшується число конденсаторних груп і комутаційних пристроїв, але тим точніше підтримується заданий коефіцієнт реактивної потужності.Вибравши УКРМ, проводимо другу ітерацію розрахунків за формулами (7) - (9), підставляючи в формули замість Q КУ.р значення Q КУ.ном, і уточнюємо величину Q КУ.ном за виразами (19) і (20).

Вибір ступені регулювання УКРМ

Таким чином, при виборі УКРМ необхідно поряд з номінальною потужністю визначити величину ступені регулювання. Ступінь регулювання повинна бути досить мала для підтримки коефіцієнта реактивної потужності в заданому діапазоні, см. (12), і в той же час без необхідності не збільшувала габарити і вартість УКРМ.

Для наочності завдамо значення Q КУ, Q КУ. min і Q КУ. max на числову вісь Q для поточного (НЕ розрахункового) режиму навантаження в фіксований момент часу (див. рис. 2, а).

Поточний режим навантаження характеризується значеннями:

• P нагр. (Q нагр.) - активна (реактивна) потужність навантаження;
• cosφ нагр. - коефіцієнт потужності навантаження;
• Q КУ - реактивна потужність, що виробляється КУ;
• Q КУ. min і Q КУ. max - граничні значення реактивної потужності УКРМ для поточного режиму навантаження.

Мал. 2. Зображення реактивної потужності УКРМ в поточному режимі.

а - до перемикання ступені регулювання; б - в момент перемикання ступені регулювання

Значення Q КУ знаходиться між значеннями Q КУ. min і Q КУ. max, значить коефіцієнт реактивної потужності tgφ ВН знаходиться в допустимих межах значень. При зменшенні реактивної потужності навантаження Q нагр. значення Q КУ. min і Q КУ. max починають зменшуватися, см. (5), (16) і (17). При цьому вони зміщуються вліво на осі Q до тих пір, поки Q КУ. max не досягне значення Q КУ (див. рис. 2, б). При подальшому зниженні Q нагр. значення Q КУ виходить за допустимий діапазон. У цей момент УКРМ знижує вироблювану реактивну потужність Q КУ на величину ступеня регулювання ΔQ КУ до значення Q 'КУ. Очевидно, що величина ступені регулювання не повинна перевищувати різницю між значеннями Q КУ. max і Q КУ. min. Аналогічні міркування можна провести при збільшенні реактивної потужності навантаження Q нагр.

Отже, розрахункова величина ступені регулювання компенсуючого пристрою визначається за виразом:

Підставивши в (21) вирази (16) і (17), отримаємо формулу розрахунку ступені регулювання УКРМ:

Вибір ступені регулювання УКРМ ΔQ КУ виконується за виразом:

Підставивши (22) в (23), остаточно отримаємо:

З (22) видно, що розрахункове значення ступеня регулювання залежить від величини активної потужності навантаження P нагр. ; при зниженні P нагр. знижується і розрахункове значення ΔQ КУ.р. Отже, якщо ступінь регулювання обрана за розрахунковою потужності навантаження P р.нагр. , То прийнятне значення tgφ ВН гарантовано буде забезпечуватися тільки в діапазоні розрахункових (максимальних) значень навантажень споживачів. При зниженні споживаної навантаження P нагр. величина ΔQ КУ.р може виявитися менше ΔQ КУ, і tgφ ВН вийде за межі діапазону допустимих значень tgφ max і tgφ min. Щоб уникнути цієї ситуації рекомендується здійснювати розрахунок ΔQ КУ.р в режимі малих навантажень. Тоді обрана щабель регулювання ΔQ КУ за виразом (24) забезпечить підтримку tgφ ВН в необхідному діапазоні в режимі і великих, і малих навантажень.

приклад розрахунку

Зробимо розрахунок номінальної потужності і ступені регулювання УКРМ для наступних умов:

параметри навантаження:

• P р.нагр. \u003d 400 кВт;
• P р. min.нагр. \u003d 150 кВт (розрахункова потужність в режимі малих навантажень);
• cosφ р.нагр. \u003d 0,85;

заданий діапазон значень коефіцієнта реактивної потужності:

• tgφ max \u003d 0,1;
• tgφ min \u003d 0;

паспортні значення трансформатора:

Виконаємо підбір номінальної потужності УКРМ за виразом (18):

Підставами в формулу (27) вибране значення номінальної потужності УКРМ замість Q КУ.р (Друга ітерація розрахунків):Вибираємо по каталогу заводу-виготовлювача УКРМ з номінальною потужністю 250 квар.

Остаточно вибираємо УКРМ номінальною потужністю 250 квар.Так як значення S НН практично не змінилося, то не має сенсу проводити всі розрахунки другий ітерації. В результаті номінальне значення реактивної потужності УКРМ не зміниться.

Розрахуємо ступінь регулювання УКРМ за виразом (22), попередньо визначивши втрати активної потужності в трансформаторі в режимі мінімальних навантажень за формулою (7), прийнявши S НН \u003d P р. min.нагр. , Так як приблизно вважаємо, що всю реактивну потужність навантаження компенсує УКРМ:

Отже, в результаті розрахунку вибрали УКРМ з номінальною потужністю 250 квар і ступенем регулювання 12,5 квар (всього 20 ступенів).З огляду на (23), по каталогу заводу-виготовлювача вибираємо УКРМ зі ступенем регулювання ΔQ КУ \u003d 12,5квар.

висновки

1. При виборі УКРМ (конденсаторної батареї) розрахунком підлягає не тільки її номінальна потужність, але і ступінь регулювання.
2. Вибір ступені регулювання рекомендується виконувати для режиму малих навантажень.
3. Розрахунки з урахуванням втрат потужності в трансформаторі носять приблизний характер і їх рекомендується проводити в два ітерації; в деяких випадках від другої ітерації можна відмовитися через незначну похибки розрахунків.


P нагр. - активна потужність на шинах НН трансформаторної підстанції (рекомендується приймати значення для режиму малих навантажень).де ΔQ КУ - потужність ступені регулювання пристрою компенсації реактивної потужності (УКРМ);

література


1. Наказ Міністерства промисловості і енергетики РФ від 22 лютого 2007 р № 49 «Про порядок розрахунку значень співвідношення споживання активної та реактивної потужності для окремих енергоприймаючу пристроїв (груп енергоприймаючу пристроїв) споживачів електричної енергії, що застосовуються для визначення зобов'язань сторін в договорах про надання послуг з передачі електричної енергії (договорах енергопостачання) ».