КОМПЕНЗАЦИЈА НА РЕАКТИВНА МОЌНОСТ

Transcript

1 Сите потрошувачи за својата работа ангажираат активна моќност, а некои од нив и реактивна моќност во ЕЕС извори на активната моќност се генераторите, синхроните компензатори, синхроните мотори, кондензаторските батерии и капацитетите на електричните водови Во еден ЕЕС сумата на генерираните реактивни моќности во секој момент е еднаква на сумата на реактивните моќности на потрошувачите, зголемена за сумата на загубите на реактивната моќност во елементите на системот за обезбедување на балансот на реактивните моќности можат да се користат сите видови извори на таа моќност задачата на инженерите е да проучат кои извори да се користат, со какви моќности тие да бидат, на кои локации да се инсталираат и каков да им биде режимот на работата треба да се настојува помеѓу решенијата што ги задоволуваат техничките барања да се изнајде решение што е економски најповолно

2 Пренесувањето на реактивна моќност ја зголемува ефективната вредност на струјата, што предизвикува дополнителни загуби на активната моќност во елементите на системот и до дополнителни загуби на напонот Двата наведени вида дополнителни загуби можат да се намалат (па дури и да се елиминираат) доколку за производство на потребната реактивна моќност се искористи некој од изворите на таа моќност што е инсталиран електрично блиску до локацијата на потрошувачите компензација на реактивната моќност Со компензација на реактивната моќност може да се намали ефективната вредност на струјата во елементите, со што се постигнува: намалување на загубите на напонот; намалување на загубите на активната и реактивната моќност; намалување на привидното оптоварување на генераторите, трансформаторите и водовите со што се обезбедува поефикасно користење на елементите од ЕЕС се создаваат услови да не дојде до нивното преоптоварување, или се обезбедува резерва за дополнително зголемување на активното оптоварување

3 ЗАГУБА НА РЕАКТИВНА МОЌНОСТ ВО ВОД Трифазен урамнотежен вод има подолжна реактанција X погонски капацитет C ефективната вредност на напонот нека е U ефективната вредност на струјата во водот нека е Во тој случај загубата на реактивната моќност во водот е Q X C U вод 3 Три вода со номинален напон 0 kv НКВ напречен пресек 50/8 mm /mm x = 0.36 Ω/km; b = ω c = 3.04 μs/km; ТДС = 70 А кабелски вод е PO 3 A 3x50 6/0 kv x = Ω /km, b = ω c = 03,7 μs/km (c = 0.33 μf/km) и ТДС 40 А кабелски вод PO 3 3х40 6/0 kv x = Ω/km, b = ω c = 94.8 μs/km (c = 0.6 μf/km) и ТДС = 40 А 3

4 ЗАГУБА НА РЕАКТИВНА МОЌНОСТ ВО ВОД Водовите се оптоварени со 80% од ТДС Q вод kvar/km Q вод 30,094 0, kvar/km Q вод kvar/km Водовите се оптоварени со 0% од ТДС Q вод kvar/km Q вод kvar/km Q вод kvar/km

5 ЗАГУБА НА РЕАКТИВНА МОЌНОСТ ВО ТРАНСФОРМАТОР Двонамотен трансформатор со номинална моќност S процентуален напон на куса врска u k номинален напон на примарната страна U струја на празен од i 0 Загубата на реактивна моќност во трансформаторот e Qтрансф. 3 X 3U uk U X i0 00S S S S S 50 Qтрансф. uk i0 Qтрансф. i kvar S 630 Qтрансф. i kvar Qтрансф kvar Qтрансф kvar Qтрансф kvar

6 ЗАГУБА НА РЕАКТИВНА МОЌНОСТ ВО ТРАНСФОРМАТОР Тринамотен трансформатор S Qтрансф. uk uk uk3 3 i0 00 u k u u u k k3 k3 u k u u u k k3 k3 u k3 u u u k3 k3 k 6

7 ЗАГУБА НА РЕАКТИВНА МОЌНОСТ ВО АСИНХРОН МОТОР Асинхрон мотор номинална моќност P коефициент на полезно дејство η фактор на моќност cosφ Загубата на реактивна моќност во моторот e P Q tg Q 3 U 0 0 k P P k Q Q Q0 Q Q k Q 0 Q 60% 70% Q 0 cos P S kp kp Q k Q 0 cos Q k Q k P P 0 7

8 ЗАГУБА НА РЕАКТИВНА МОЌНОСТ ВО АСИНХРОН МОТОР Асинхрон мотор P = 00 kw, U = 380 V, 0 = 57 A, η = 0,9 и cosφ = 0,89 два случаја: k = 30% и k = 50% Q P 00 tg tg arccos kvar 0.9 Q kvar Q kvar Q Q Q kvar Q Q k Q k 0 cos k 0,5 0,79 37,5 0,58, 0,9 0, Q kvar cos 0.89 cos k 0,3 0, ,5 0,38, 0,9 0,

9 ЗАГУБА НА РЕАКТИВНА МОЌНОСТ ВО АСИНХРОН МОТОР Замена со асинхрон мотор P = 55 kw, U = 380 V, 0 = 3.8 A, η = 0,905 и cosφ = 0,88 два случаја: k = 30% и k = 50% Q P 55 tg tg arccos kvar Q kvar Q Q Q0.9 kvar 50 k cos k 50/55 0,874 0,9 50,9 0, cos 0.88 Q k kvar P = 00 kw cos k 0,5 0,79 37,5 0,58, 0,9 0, Q k kvar 9

10 МЕРКИ ЗА НАМАЛУВАЊЕ НА РЕАКТИВНАТА МОЌНОСТ Мерките за намалување на ангажираната реактивна моќност, кои не бараат значителни инвестициони средства снижување на погонскиот напон кај асинхроните мотори чие оптоварување постојано е значително помало од номиналното примена на соодветни уреди за автоматска контрола на напонот ограничување на времетраењето на празниот од на асинхроните мотори замена на слабо оптоварени енергетски трансформатори или нивното исклучување; замена на слабо оптоварените асинхрони мотори со соодветни со помала номинална моќност 0

11 МЕРКИ ЗА НАМАЛУВАЊЕ НА РЕАКТИВНАТА МОЌНОСТ Снижување на погонскиот напон на асинхроните мотори намалувањето на погонскиот напон до најмалата дозволена вредност доведува намалување на реактивната моќност на моторите се зголемува факторот на моќноста се намалува загубата на активната моќност во моторот (намалена струја) зголемување на неговиот коефициент на полезното дејство Може ефикасно се спроведува ако преку напојниот трансформатор нема други потрошувачи за кои не е дозволено снижување на напонот Преврзување на статорските намотки на асинхроните мотори намотките од триаголник се врзуваат во ѕвезда позитивниот ефект од оваа мерка е поизразен доколку моторот е со понизок фактор на моќност и доколку работи со понизок коефициент на оптоварување. на пример, ако асинхрон мотор со фактор на моќност 0,78, е оптоварен само 0%, со преврзувањето факторот на моќност ќе се зголеми за 80%, а коефициентот на полезно дејство ќе се зголеми за 0%. негативен ефект се намалува вртливиот момент за /3 оваа мерка се препорачува ако оптоварувањето на моторот е помало од 50%

12 МЕРКИ ЗА НАМАЛУВАЊЕ НА РЕАКТИВНАТА МОЌНОСТ Локална регулација на напонот кај асинхроните мотори се изведува со електронски уреди со кои едновремено може да се регулира напонот во зависнот од оптоварувањето и да се менува брзината на вртење се ангажира најмала реактивна моќност од мрежата при користење на овие уреди треба да се води сметка дека тие можат да бидат извор на виши хармоници на напонот (доколку не се опремени со соодветни филтри) можат да бидат и економски неприфатливи ако со нив се постигнува релативно мала заштеда последното е поверојатно ако моторот е со помала номинална моќност и ако работи со коефициент на оптоварување што ретко е значително помало00% Менување на режимот на работа на асинхроните мотори за мотори што не се континуирано оптоварени, т.е. постојат периоди кога тие се во празен од и ако времетраењето на празниот од е доволно долго, се препорачува да се смени режимот на работа со исклучување на моторите за тоа време на тој начин се можни заштеди и на активна и на реактивна енергија

13 МЕРКИ ЗА НАМАЛУВАЊЕ НА РЕАКТИВНАТА МОЌНОСТ Намалување на реактивната моќност на трансформаторите Слабо оптоварените трансформатори можат да бидат причина за поголема побарувачка на реактивната моќност трансформатор моќност 630 kva оптоварен со 50 kva има околу 5 до 7 kvar поголема загуба отколку трансформатор со моќност 60 kva Ако два трансформатора работат паралелно, при што оптоварувањето е доволно мало, со исклучување на едниот од нив може да дојде до намалување на вкупната загуба на реактивната моќност за два еднакви двонамотни трансформатора со струја на празен од i 0 и напон на куса врска u k S Qтрансф. uk i0 00 S S uk i0 uk i претходното неравенство ќе биде задоволено (треба да се исклучи вториот трансформатор) ако 0 i u k оваа мерка може да даде резултат само кај трансформаторите со напон 35 kv и повисок, бидејќи кај нив односот i 0 /u k е значително помал од 0.5 за типичен трансформатор среден/низок напон со моќност 400 kva се добива β<0.97, додека за трансформатор висок/среден напон со моќност 63 MVA се добива β< 0.30 исклучувањето на еден од трансформаторите ќе ја намали доверливоста! 3

14 Во случаите кога не е можно да се намали ангажираната реактивна моќност на потрошувачите (вклучувајќи ги и загубите во елементите) се пристапува кон компензација Компензација на вод што е оптоварен само на крајот со P + jq ; напонот на крајот е U Реактивната моќност во редната гранка е Q Q C U P Q 3U U 3 R cos X si a cos r si U 3 R X a r Ако на крајот од водот се постави кондензаторска батерија со комп. U 3 R X U U 3 X a комп. комп. Q 3 U комп. комп. Q U U X U комп. 4

15 Вод оптоварен само на крајот активната компонента на струјата во водот, практично, не се менува со компензацијата 3R 3R P 3R 3R a a r a P cos cos P P cos cos Qкомп. P tg tg P 3R r r P 3R r r комп. P P r r комп. комп. p Pr r r 5

16 Вод со рамномерно распределено реактивно оптоварување r r r r r r d r 3 P r r d r r r 3 r d 3 r d r r r r 0 0 P r r R 6

17 Вод со рамномерно распределено реактивно оптоварување, 0 r r r комп. r r r, r r r комп. r r r r r r r r r комп. r 0 P 3r d 3r d 7

18 Вод со рамномерно распределено реактивно оптоварување r r r r r r комп. r 0 P 3r d 3r d r r r r r r комп. r комп. 0 0 P 3r d 3r d P r R r r r r 3R комп. r комп. r r p 3 комп. r комп. r r Pr P r Pr r r r r d c комп. r p 3ac d c k d k r r a k k 8

19 Вод со рамномерно распределено реактивно оптоварување p 3ac d c kd d p 0 dd колкава батерија и каде да се постави за да се добие max p d dd p 3ac c kd 3ac c k d 0 d p 0 dc d dc 3 p ad c k d 3ad c k d 0 c 0 c k d 0 d 0 c k d 0 c 3 d 3 k 9

20 Вод со рамномерно распределено реактивно оптоварување компензиран со еднакви кондензаторски батерии P 3r d r r r r комп. 0 r r 3 r r комп. d r r 3 r r d P R r r r r r 3R комп. r комп. r r 3R комп. r 3 комп. r r p 3ac d c k d 3ac d 3c k d 0

21 Вод со рамномерно распределено реактивно оптоварување компензиран со еднакви кондензаторски батерии i p 3ac di i c k di d p 0 d 3ac i c kd i 0 d i d i i c k 3ac p i c 4 k i d 3ac ic 0 dc4 k i i c c i i c 0 i i

22 Вод со рамномерно распределено реактивно оптоварување компензиран со еднакви кондензаторски батерии i c c i i c 0 i i c i c i c i c i i c i 8c i 4 0 i i c i 3 i i 4 i 4 c 8c 4 0 c c c 3

23 Вод рамномерно со распределено реактивно оптоварување компензиран со еднакви кондензаторски батерии c c c c 3 d i i c k d i i k p 4a k 3