Александров Г.Н., Лунин В.П. Управляемые реакторы.

154

2.7. Регулирование мощности конденсаторных батарей в электрических сетях и особенности их эксплуатации

Для компенсации индуктивной нагрузки на крупных промышленных предприятиях применяются конденсаторные батареи. Сложность их использования определяется значительным изменением нагрузки предприятия, в том числе индуктивной, в течение суток, что требует регулирования мощности конденсаторных батарей. В настоящее время наиболее распространен простой способ регулирования, когда батарея разделяетсянанесколько(например, четыре) частей, подключаемыхксетираздельнос помощью выключателей. Очевидно, что такая ступенчатая система регулирования мощности конденсаторных батарей исключает точную компенсацию индуктивной нагрузки. Применениедляэтихцелейстатическихтиристорныхкомпенсаторов(СТК) позволяетрешитьпроблемуточнойкомпенсациииндуктивнойнагрузкипредприятия, нооченьдорогоитребуетустановкифильтроввысшихгармонических, генерируемых СТК.

Значительно дешевле и эффективнее использование УШРТ параллельно конденсаторной батарее (рис.2.33). Автоматическое управление УШРТ в каждой фазе по сдвигу фаз напряжения и тока в месте установки компенсирующего устройства со стороны питающей сети позволяет непрерывно обеспечивать нулевой сдвиг фаз тока и напряжения и, следовательно, обеспечивать максимальный коэффициент мощности cosϕ =1. Соответственно уменьшаются ток и потери мощности в питающей сети. Мощность УШРТ выбирается исходя из необходимой глубинырегулированиямощностиконденсаторнойбатареи(КБ). Например, если необходимо обеспечить регулирование мощности КБ от 100% до 50% ее номинальной мощности, номинальная мощность УШРТ должна составлять 50% от мощности КБ. При необходимости регулирования мощности КБ от 100% до 25% мощность УШРТ должна составлять 75% от мощности КБ. Иными словами мощность УШРТ должна быть равна разности номинальной мощности КБ и необходимой ее минимальной мощности. Пофазная система управления УШРТ в этом случае приведена на рис.2.33. Угол сдвига фаз тока и напряжения измеряется микропроцессором по моментам перехода через нуль тока и напряжения, определяемым с помощью компараторов. При отставании тока от напряжения микроконтроллер (МК) выдает команду на уменьшение тока УШРТ. Напротив, при упреждающемтокеМКподаеткомандунаувеличениетокаУШРТ.

Центр подготовки кадров энергетики	www.cpk-energo.ru
Санкт-Петербург	[phone]

Александров Г.Н., Лунин В.П. Управляемые реакторы.			155
ТТ	ТН	УШРТ	КБ ZН
Сеть
		ТБ
	МК	ФУИ

К

Рис.2.33. Однолинейная схема управления УШРТ для регулирования мощности конденсаторной батареи КБ; ZН - переменная нагрузка, ТТ – трансформатор тока, ТН – трансформатор напряжения, МК – микроконтроллер, ФУИ – формирователь управляющих импульсов.

Быстродействие УШРТ позволяет следить не только за плавно изменяющейся нагрузкой, но и за быстропеременной. Так, например, асинхронный двигатель прокатного стана в режиме реверса потребляет в 5÷7 раз больший ток, чем в нормальном режиме проката. Причем этот ток практически полностью индуктивный. Для предотвращения резких посадок напряжения во всей сети цеха (завода) при таких бросках тока устанавливается мощная конденсаторная батарея, ток через которую равен или больше броска тока при реверсе прокатного стана.

В результате сеть оказывается нечувствительной к броску тока приреверсе. Но в нормальном режиме проката емкость батареи оказывается избыточной, и сеть нагружается этим избыточным током КБ. Для компенсации этого тока может быть использован УШРТ, регулируемый согласно схеме рис.2.33, либо от программы управления прокатным станом, задающей моменты реверса асинхронного двигателя. В этом случае в нормальном режиме проката УШРТ компенсирует избыточный ток КБ, а в режиме реверса привода ток через УШРТ резко уменьшается до величины тока холостого хода (примерно в 100 раз). В результате индуктивная нагрузка на сеть от привода прокатного стана все время сохраняется неизменной на уровне тока реверса. Она полностью компенсирует ток КБ, и потребляемый из сети ток оказывается равным току нормального режима проката(cм.рис.2.34).

Центр подготовки кадров энергетики	www.cpk-energo.ru
Санкт-Петербург	[phone]

Александров Г.Н., Лунин В.П. Управляемые реакторы.

156

а)

б)

в)

г)

Рис.2.34. Иллюстрация эффективности УШРТ при компенсации резко переменных нагрузок: а – ток конденсаторной батареи, б – ток реактора, в – ток асинхронного двигателя, г – ток потребляемый из сети

Такая система регулирования позволяет значительно уменьшить сечение питающей электропроводки (как правило, кабелей) и использовать более легкие аппараты в питающей сети (выключатели, разъединители и т.п.), что позволяет получить значительную экономию от установки УШРТ.

Центр подготовки кадров энергетики	www.cpk-energo.ru
Санкт-Петербург	[phone]