Компенсація реактивної потужності. Поняття реактивної потужності

потужності вирішують задачі:
підвищення економічності електричної мережі;
регулювання напруги;
- підвищення

стійкості вузлів навантаження;
сприяння стійкості паралельної роботи генераторів станцій та систем
Найбільш важливими властивостями Q є:
рівність нулю середнього значення за період у будь якій фазі та точці мережі;
рівність нулю суми миттєвих значень Q усіх трьох фаз у будь який момент часу ;
можливість забезпечення балансу Q вузлів мережі та електроприймачів без участі електростанцій .
Миттєві значення:
Напруги : U=√2 Usin ωt ;
Струму : i=√2 Іsin (ωt+ϕ) ;
Потужності :
S= Ui=2UIsin( ωt-ϕ)sinωt =UI(cosφ-cos(2ωt-ω))= UI cosφ(1-cos2ωt-Uisinφ sin2ωt);

для α=45˚

S(t) за період .
Q- амплітуда від΄ємного значення S(t) .
В комплексній

формі : Ṡ=UІcosφ±jUIsinφ=P±jQ
Споживання (генерування) реактивної потужності характеризують:
Коефіцієнтом потужності cosφ=P/S
або коефіцієнтом реактивної потужності tgφ=Q/P
Споживачі електроенергії мають:
Активно-індуктивний характер Ṡ=P+jQ;
Активно-ємнісний характер S= P-jQ;

системах забезпечуються:
Генераторами електростанцій;
Генеруванням ємнісної потужності ЛЕП;
Спеціальними компенсувальними пристроями( потужність їх

визначається потужністю споживачів, їх режимами роботи, можливостями і режимами Q в системі).
В режимі не робочого ходу мережа
генерує реактивну потужність
Qc=U²ωc=U²B
B-ємнісна провідність лінії
Втрата реактивної потужності
ΔQL=S²/U²*xL;

Зарядна потужність Qc та залежність втрат реактивної потужності ΔQL та власної реактивної потужності лінії Qпл від завантаження лінії S

; реактивна потужність більш

впливає на вибір, ніж активна (Р). Р*=1; при природному tgφ Q*≥1


Повздовжня складова спаду напруги


Майже завжди R<Передача Q -> збільшує ΔU, знижує коефіцієнт запасу статичної стійкості


Uст – критичний рівень напруги за умови стійкості

Компенсація реактивної потужності. Негативні явища, викликані передачею реактивної потужності

при Kз0,7 – заміна доцільна Kз=0,45…0,7 – необхідне

обґрунтування)
Можливість зниження напруги на двигунах систематичним не довантаженням (зниження U здійснити важко, необхідно спеціальні пристрої. Якщо двигун має Kз<0,3, доцільно перемикати обмотку с трикутника на зірку, якщо неможливо, то реактивна потужність зменшується в тричі, але зменшується Мп та Мmax)
Обмеження тривалості не робочого ходу двигунів та зварювальних апаратів;
Застосування синхронних двигунів, замість асинхронних;
Заміна малозавантажених трансформаторів на менш потужні;
Застосування оптимальних силових схем та систем керуванням перетворювачів. Регульовані перетворювачі споживають реактивну потужність із мережі, мають cosφ1=cos(α+γ/2)


З урахуванням спотворень форм кривих і струму та напруги коефіцієнт потужності ; - коефіцієнт спотворення;

Компенсація реактивної потужності. Заходи зменшення споживання реактивної потужності

від 1,6 до 50,100, 160 Мвар
-

використовують на великих підстанцях;
- питомі витрати активної потужності 20кВт/Мвар
Переваги СК :
- плавне та глибоке регулювання від Qн у режимі споживання ;
- можливість короткочасного форсування генерування реактивної потужності.
Недоліки:
- значна вартість;
- великі питомі втрати активної потужності;
- складність експлуатації (необхідність в приміщенні, наявність олійного господарства, наявність циркуляції води для охолоджувачів, при водяному охолодженні - наявність вдповідного газового господарства) ;
- недостатня швидкість регулювання у схемах електропостачання з ударним навантаженням;
- для найпотужніших СК існують проблеми з перезавантаженням реактивної потужності через третинні обмотки автотрансформаторів .
Синхронні двигуни :
Переваги -ті ж що і у СК
Недоліки: великі витрати активної потужності на вироблення Q.
Доцільність використання СД як пристрою компенсації визначають на основі техніко економічних розрахунків.  

одиниці потужності, мінімальними питомими активної потужності – 1,5…2,5 кВт/Мвар. Для

конденсаторів низької напруги вартість одиниці потужності в два рази більша, питомі втрати 3,5…4 кВт/Мвар. Нерегульовані конденсаторні батареї – 6,10,35,110 кВ і вище, потужністю від 1 до 100 Мвар.
Комплексні установки УК – 6(10) – 450 – 450 квар, УК – 0,38 або УКН – 100, 150, 300, 450, 600, 900 квар.
Переваги нерегульованих кондесаторних установок:
Низька вартість
Невеликі втрати потужності
Простота схеми
Недоліки:
Відсутність регулювання потужності
Від'ємний регульований ефект за напругою (зменшення генерування Q≡ під час зменшення U в точці приєднання КБ, коли необхідно збільшити Q)
Стрибки струму під час увімкнення та перенапруги під час вимкнення
Шунтові реактори напругою 10, 35, 110 і 500 кВ використовуються в системних мережах з надлишком Q та як складову частину комплексних, статичних компенсаторів

Компенсація реактивної потужності. Шунтові конденсаторні батареї та реактори

реактивної потужності підприємства

-

максимум в період максимального навантаження в енергосистемі
- розрахункова реактивна потужність
= 0,85 – 1,0
Максимальна потужність компенсуючих пристроїв


Мінімальна потужність компенсуючих пристроїв

Регульована частина компенсуючих пристроїв