2. Виды компенсирующих устройств
1. Конденсаторные установки – (Другие названия: батарея статических конденсаторов «БСК», устройство компенсации реактивной мощности «УКРМ») - электроустановка, предназначенная для компенсации реактивной мощности. Конструктивно представляет собой конденсаторы, обычно соединенные по схеме «треугольник» и разделенные на несколько ступеней с разной емкостью, и устройство управления ими. Устройство управления чаще всего способно автоматически поддерживать заданный коэффициент мощности на нужном уровне переключением числа включенных в сеть конденсаторов. Для безопасного обслуживания каждый конденсатор установки снабжается разрядным контуром для снятия остаточного заряда при отключении от сети. Преимуществами конденсаторов в качестве компенсаторов реактивной мощности являются низкие потери активной мощности (порядка 0,3–0,4% Вт/ВАр), отсутствие движущихся частей и неприхотливость в обслуживании. К их недостаткам можно отнести невозможность плавной регулировки реактивного сопротивления, поскольку коммутация даёт только ступенчатое изменение суммарной ёмкости.
2. Шунтирующий реактор (ШР) - это статическое электромагнитное устройство, обладающее большой индуктивностью и очень малым активным сопротивлением. ШР применяют для повышения пропускной способности линий сверхвысокого напряжения, регулирования реактивной мощности и напряжения. Шунтирующие реакторы рассчитаны на напряжения 35— 750 кВ и могут как присоединяться к линии, так и включаться на шины подстанции. Реактор потребляет реактивную мощность, которая в зоне линейности его электромагнитной характеристики зависит от напряжения:
,
где
- индуктивная
проводимость реактора.
Используются нерегулируемые и регулируемые шунтирующие реакторы.
С точки зрения регулирования нерегулируемый реактор характеризуется лишь двумя дискретными состояниями: «включено» - при этом потребляется номинальная реактивная мощность Qр.ном или близкая к ней, «отключено» - при этом Qр=0. При допустимых отклонениях напряжения на шинах высшего напряжения подстанции, к которым подключаются шунтирующие реакторы, потребляемая реактивная мощность Qp изменяется в пределах:
.
При подаче регулируемого постоянного напряжения на обмотки управления, происходит нарастание потока подмагничивания, который в соседних стержнях направлен в разные стороны и вызывает насыщение стержней управляемого шунтирующего реактора в соответствующие полупериоды тока. Насыщение стержней приводит к возникновению и росту тока в сетевой обмотке за счёт чего выполняется плавное изменение уровней напряжения в точке подключения управляемого шунтирующего реактора, а, следовательно, и величина потребляемой реактором реактивной мощности.
На практике используются три вида управляемых шунтирующих реакторов:
управляемые подмагничиванием постоянным током при помощи специальной обмотки управления;
управляемые подмагничиванием постоянным током через расщеплённую нейтраль сетевой обмотки;
трансформаторного типа, в трансформаторе задействованы две обмотки, они выполнены таким образом, что их напряжение короткого замыкания составляет 100%, а во вторичную обмотку включена тиристорная группа. Функционально, такая конструкция представляет собой тиристорно-реакторную группу СТК, которая подключена к сети высокого напряжения без использования дополнительных согласующих трансформаторов.
Использование управляемых шунтирующих реакторов позволяет решить следующие проблемы электросети:
увеличение пропускной способности;
приведение cosФ потребителей к определённому нормативу;
устранение сбоев в работе двигателей при резких скачках напряжения;
улучшение условий эксплуатации высоковольтного оборудования.
Таким образом, использование шунтирующих реакторов наиболее эффективно в наиболее удалённых узлах сети, на протяжённых линиях электропередачи и в районах со значительными колебаниями уровней напряжения в течение суток.
Регулируемые или управляемые реакторы изменяют потребляемую реактивную мощность по сигналам управления, что более эффективно для регулирования напряжения и реактивной мощности. Управление реактором осуществляется в результате целенаправленного изменения его параметров с помощью подмагничивания. Такое подмагничивание возможно для управления только реактором, имеющим магнитопровод из ферромагнитного материала.
3. Синхронные компенсаторы (СК) - представляет собой синхронный двигатель облегчённой конструкции, предназначенный для работы на холостом ходу. При работе в режиме перевозбуждения СК является генератором реактивной мощности. Наибольшая мощность СК в режиме перевозбуждения называется его номинальной мощностью. При работе в режиме недовозбуждения СК является потребителем реактивной мощности. По конструктивным условиям СК обычно не может потреблять из сети такую же реактивную мощность, которую он может генерировать. Изменение тока возбуждения СК обычно автоматизируется. При работе СК из сети потребляется активная мощность порядка 2-4%.