РУСУКР

Компенсация реактивной мощности

Статический компенсатор реактивной мощности

   Общая характеристики
   Принцип действия
   Система управления
   Конструкция
   Комплектность поставки
   Структура условного обозначения

 

Общая характеристика

Статические компенсаторы реактивной мощности типа ТКРМ нового поколения на основе применения микропроцессорной системы управления предназначены для улучшения качества электрической энергии промышленных сетей напряжением 6,3 и 10,5 кВ, питающих мощные тиристорные электроприводы прокатных станов и шахт, дуговые сталеплавильные и рудотермические печи, прочие нагрузки с переменным потреблением реактивной мощности.

Применение ТКРМ позволяет:

  • улучшить качество электроэнергии, за счет уменьшения амплитуды колебаний напряжения сети от номинального значения и улучшения гармонического состава тока и напряжения;
  • уменьшить токовые нагрузки элементов системы электроснабжения, тем самым уменьшив потери в них, а значит, уменьшить плату за активную энергию;
  • симметрировать по фазам сети потребляемую активную и реактивную мощности при резкопеременном и несимметричном характере нагрузок;
  • уменьшить потери в электродвигателях, трансформаторах, кабелях, увеличить срок службы изоляции и электрооборудования за счет уменьшения в сети высших гармоник;
  • снизить оплату за потребленную и генерируемую реактивную мощность практически до нуля и устранить возможные надбавки к тарифу на электроэнергию за потребление реактивной мощности, превышающее договорные значения, за счет автоматической компенсации реактивной мощности;
  • повысить надежность и энергоэффективность энергоснабжения за счет уменьшения полного тока;
  • обеспечить режим стабилизации напряжения (по отдельному требованию заказчика), что актуально для "слабых" сетей.

Стоимость изделия оптимальна, поскольку ТКРМ и фильтры гармоник проектируются индивидуально для каждого отдельного случая их применения. Это гаранитирует достижение наилучших результатов фильтрации высших гармоник и коррекции коэффициента мощности, исключает переплату за "запас мощности" (в случае выбора из стандартного ряда изделий).

Средний срок окупаемости компенсатора составляет около 2 лет.

Каждое изделие проходит компьютерное моделирование с параметрами конкретного применения (в штатной схеме электроснабжения и характерными режимами работы оборудования), с целью проверки и выявления возможных резонансных и аварийных явлений.
 

Принцип действия

Нелинейные приемники электрической энергии (например, тиристорные преобразователи, дуговые и индукционные электропечи) в процессе работы являются источниками гармонических искажений в сети питания. Присутствие высших гармоник влияние на работу электрооборудования:

  • вызывает дополнительные потери в электрических машинах, трансформаторах и сетях;
  • затрудняет компенсацию реактивной мощности;
  • сокращает срок службы изоляции электрических машин и аппаратов;
  • ухудшает работу устройства автоматики, телемеханики и связи;
  • вносит погрешность измерений электроизмерительных приборов.

Для решения этих проблем используют тиристорные компенсаторы реактивной мощности (ТКРМ) при резкопеременной нагрузке или фильтры гармоник (ФГ) при изменениях реактивной мощности в небольших пределах. ТКРМ состоит из полупроводникового стабилизатора мощности (ПСМ), компенсирующих реакторов и фильтров гармоник.

Фильтры гармоник:

  • снижают полный коэффициент гармонических искажений (THD) приближая форму напряжения к синусоидальной;
  • компенсируют реактивную мощность до определенного уровня.

Фильтры гармоник

ТКРМ позволяет поддерживать заданный уровень реактивной мощности (или коэффициент мощности) при ее изменениях в широких пределах (от 0 до 100%). Время отработки возмущения - до 10 мс.

Компенсатор, структурно-функциональная схема которого приведена на рисунке, выполнен по схеме косвенной компенсации. Процесс регулирования и стабилизации реактивной мощности на вводе распределительной сети осуществляется с помощью силовой схемы в шкафу полупроводникового стабилизатора мощности (ПСМ), а источником реактивной мощности служит конденсаторная установка, образующая совместно с фильтровыми реакторами силовой резонансный фильтр высших гармоник A1..An.

Структурно-функциональная схема ТКРМ

Индуктивность фильтрового реактора и емкость конденсаторной установки образуют последовательную резонансную цепь, которая при подключении параллельно нагрузке минимизирует определенную высшую гармонику в напряжении сети.

ПСМ и компенсирующие реакторы L1..L3 образуют три цепи из последовательно соединенных компенсирующего реактора и пары встречно-параллельных тиристоров, соединенных в треугольник и подключенных параллельно нагрузке и силовым фильтрам.

Компенсатор обеспечивает стабилизацию величины, потребляемой из сети реактивной мощности, а также симметрирование по фазам сети, потребляемой активной и реактивной мощностей при резкопеременном и несимметричном характере нагрузок. При этом на вход системы управления подаются сигналы напряжения, токи сети и нагрузки со вторичных обмоток трансформаторов напряжения TU и трансформаторов тока TA.

Переток энергии при использовании ТКРМ 

Таким образом, перетоки реактивной мощности происходят только между потребителями реактивной мощности и ТКРМ. Из сети реактивная мощность не потребляется и не генерируется, соответственно счетчик ее не регистрирует. Обмен энергией с сетью идет только активной мощностью. Визуально это показано на рисунке, где красной линией изображена полная мощность.

Система управления

Управление ПСМ, защита и сигнализация, автоматическое регулирование осуществляется микропроцессорной системой управления (СУ). СУ размещена в отдельном отсеке силового шкафа. Печатные платы системы управления легко заменить и настроить.

СУ унифицированадля для всей номенклатуры высоковольтных преобразователей и имеет:

  • встроенную систему диагностики и записи "аварийного следа";
  • полнофункциональную систему защит;
  • быстродействующие двухповодные интерфейсы для связи с оборудованием верхнего уровня, в том числе других поставщиков.

СУ позволяет реализовать любую объектную ориентацию по требованию Заказчика.

При пробое одного тиристора в плече система управления формирует предупредительный сигнал, но преобразователь остается в работе. Пробой второго тиристора в этом плече вызывает аварийное отключение с соответствующим аварийным сообщением пультового терминала.

Конструкция

Основными составными частями компенсатора ТКРМ являются:
полупроводниковый стабилизатор мощности;
компенсирующие реакторы
фильтры высших гармоник, состоящих из фильтрового реактора и конденсаторной установки.

ПСМ в зависимости от мощности выполнен в виде одного шкафа или нескольких, образующих секцию. Конструктивно ПСМ выполнено в виде шкафов двухстороннего обслуживания, со степенью защиты IP21.

Одношкафное исполнение ПСМ состоит из силовой части и блока с системой управления, регулирования, защиты и сигнализации. Секция ПСМ состоит из силовых шкафов и шкафа с системой управления, регулирования, защиты и сигнализации.

На лицевой двери блока и шкафа управления установлен пульт управления. Он содержит жидкокристаллический дисплей и блок клавиатурыЮ состоящей из семи герметизированных кнопок. Интерфейс с пользователем реализован в виде меню на ЖКИ дисплее.

Для обеспечения безопасности обслуживающего персонала при эксплуатации двери шкафов ПСМ снабжены замками электромагнитной блокировки.

Силовая часть ПСМ состоит из:

  • последовательного набора встречно параллельно включенных тиристоров;
  • ячеек управления тиристоров;
  • демпфирующих RC-цепочек;
  • вентиляторов системы охлаждения.

Компенсирующие реакторы имеют исполнения:

  • воздушное;
  • с магнитопроводом.

Фильтровые реакторы имеют однофазную и трехфазную конструкции. Конденсаторные установки силовых фильтров выполнены в виде рам с установленными в них параллельно соединенными конденсаторами и защищенных предохранителями.
 

Комплектность поставки

В комплект поставки входят:

  • шкаф силовой;
  • система управления (блок в шкафу силовом или отдельный шкаф);
  • компенсирующий реактор;
  • фильтры гармоник, состоящие из фильтрового реактора и конденсаторной установки;
  • комплект запасных частей, инструмента и принадлежностей согласно ведомости ЗИП на соответствующий тип конденсатора;
  • комплект эксплуатационных документов согласно ведомостям эксплуатационных документов.
     

Структура условного обозначения

 

 



 О предприятии
 Новости 
 Проекты
 Информация 
 Сертификаты

 Электропривод постоянного тока
 Возбудители генераторов
 Возбудители двигателей
 Электропривод переменного тока

 Устройства мягкого пуска
 Электрометаллургия
 Автоматизация и диагностика
 Модернизация преобразователей

Rambler's Top100 bigmir)net TOP 100

статистика посещений сайта

© 2009 ООО "НПП "Преобразователь-комплекс"
г. Запорожье,

Телефон: +38 (061) 220-01-93
Полная контактная информация