Стартовая >> Архив >> Подстанции >> Качество электроэнергии на промышленных предприятиях

Ограничение несимметрии напряжения - Качество электроэнергии на промышленных предприятиях

Оглавление
Качество электроэнергии на промышленных предприятиях
Нормирование качества электрической энергии
Характеристики измененного стандарта на качество
Состояние качества электрической энергии на промышленных предприятиях
Расчет отклонений напряжения
Расчет колебаний напряжения
Экономический ущерб
Ущерб, обусловленный отклонениями напряжения
Ущерб при колебаниях напряжения
Централизованное регулирование напряжения
Местное регулирование напряжения
Рациональное решение схем электроснабжения
Специальные технические устройства для ограничения колебаний напряжения
Снижение уровня высших гармоник
Специальные вентильные преобразователи
Ограничение несимметрии напряжения
Универсальность и многофункциональность методов и средств повышения качества напряжения
Обоснование точности настройки резонансных фильтров
Эксплуатационный контроль ПКЭ

Несимметрию напряжения, обусловленную электроприемниками, можно ограничить в пределах нормы ГОСТ 13109—67 как посредством схемных решений, так и путем применения специальных симметрирующих устройств .
Как известно, при SK. з ≥ 505ОДН (50ДН — мощность эквивалентной однофазной нагрузки) коэффициент несимметрии напряжения не превышает нормируемой ГОСТ 13109—67 величины 2%. Поэтому целесообразно присоединять электроприемники, вызывающие несимметрию, в точке, где 5К.3 удовлетворяет приведенному выше соотношению.
Мощные однофазные электроприемники можно подключать через отдельные трансформаторы к шинам высокого напряжения 110—220 кВ, где уровень 5К.3 достаточно велик. Например, мощной несимметричной (однофазной) нагрузкой являются печи графитации на переменном токе, используемые на электродных заводах. Расчеты и проведенные обследования на одном из электродных заводов Украины показали, что несимметрия напряжения составляет для указанных потребителей на шинах 10 кВ — 6,5%, а на стороне 154 кВ трансформатора мощностью 63 MB * А, питающего эти шины — 0,8%. Так как в нормальном режиме от шин 10 кВ другие потребители не питаются, то специальные симметрирующие устройства не предусматривались. Уровень несимметрии в сетях 110—220 кВ, вызываемый электроприемниками того или иного промышленного предприятия, должен согласовываться с питающей энергосистемой в целях недопущения его чрезмерной величины.
При невозможности обеспечить требуемый уровень несимметрии напряжения схемными решениями применяют специальные симметрирующие устройства (СУ), которые имеют электрические или электромагнитные связи между элементами. В СУ с электрическими связями используются емкости и индуктивности, с электромагнитными — специальные трансформаторы и автотрансформаторы [34]. Преимущественное применение имеют СУ с электрическими связями, где используют батареи конденсаторов. Схема симметрирования однофазных установок электрошлакового переплава (ЭШП) на машиностроительном предприятии, разработанная совместно ИЭД АН УССР и Киевским отделением УГПИ Тяжпромэлектропроект, показана на рис. 54. Исходя из технологического режима ЭШП, мощность однофазной нагрузки изменяется от 675 кВ - А до 5000 кВ * А, а коэффициент несимметрии — от 0,58 до 4,28%.
схема СУ с емкостными элементами
Рис. 54. Принципиальная схема СУ с емкостными элементами

Однофазная нагрузка SH, кВ.А

Включены
включатели

Мощность СУt кВАр

Мощность батареи для повышения tg f, кВАр

Остаточная пульсирующая мощность* кВ-А

коэффициент несимметрии *, %

0

 

 

 

 

 

0

Bl, В5

2700

_

 

0

В1, В2, В5, В7

5400

_

_

675

Bl, В4

1350

675

0,576

675

В1, В2, В4, В7

1350

2700

675

0,576

1350

Bl, В4

1350

0

0

1350

В1, В2, В4, В7

1350

2700

0

0

2025

Bl, В2, В4, В6

2700

675

0,576

2700

В1, В2, В4, В6

2700

0

0

3375

Bl, В2, ВЗ

4050

675

0,576

 

В4, В6, В8

 

 

 

 

4050

Bl, В2, ВЗ

 

 

 

 

 

В4, В6, В8

4050

_

_

0

500

Bl, В2, ВЗ

 

 

 

 

 

В4, В6, В8

4050

950

0,812

Изменяющаяся в течение технологического цикла пульсирующая мощность, обусловленная однофазной нагрузкой, компенсируется подключением к шинам 6 кВ соответствующей мощности конденсаторов СУ. Управление СУ осуществляется бесконтактным автоматическим регулятором в функции от тока нагрузки, уровня напряжения на шинах 6 кВ и величины реактивной мощности на входе питающей подстанции. Как видно из табл. 26, при мощности однофазной нагрузки 675-1350 кВ * А и включенных выключателях Bl, В4 или В1, В2, В4, В7, СУ обеспечивает симметрирование, используется как источник реактивной мощности, генерирующий 2700 кВАр. При мощности СУ 2025 кВ * А и выше СУ выполняет функции только симметрирования.
Схема СУ, выполненная на базе конденсаторов и серийно выпускаемых реакторов, реализованная на одном из машиностроительных заводов Украины для ЭШП, показана на рис. 55. Для получения необходимой индуктивности были использованы сдвоенные реакторы. Комбинированный способ исполнения СУ позволяет регулировать напряжение, помимо выполнения функций симметрирования. Емкостные и индуктивные элементы СУ включаются выключателями В1, В2, ВЗ в зависимости от нагрузки печей, изменяющейся в процессе плавки. При пониженном напряжении включаются конденсаторы, при повышенном — реакторы и только при значительной величине однофазной нагрузки включаются все симметрирующие элементы независимо от уровня напряжения. Симметрирующий и регулирующий эффекты СУ приведены в табл. 27.

схема СУ с емкостными и индуктивными элементами
Рис. 55. Принципиальная схема СУ с емкостными и индуктивными элементами

Таблица 27


Нагрузка «и. кВ. А

*. %.
до еимметрнровання

После симметрирования при напряжении

повышенном

пониженном

включены
выключа
тели

«. %

SQ,
кВАр

д и, в

включены
выклю
чатели

%

SQ,
кВАр

ди, в

500

0,37

_

0,37

—250

—12,5

В2

0,37

+2000

+ 100

1200

0,9

0,9

—600

—30

В2

0,06

+ 1650

+82,5

2000

1,50

В2

0,65

+ 1250

+62,5

В2, ВЗ

0,19

+3500

+ 175

3000

2,24

В1

0,52

—3800

—190

В2, ВЗ

0,56

+3000

+ 150

3500

2,61

В1

0,9

—4050

—202,5

Bl, В2, ВЗ

0,78

+450

+22,5

4000

2,98

В1, В2

0,43

—2050

— 102,5

В1, В2, ВЗ

0,41

+200

+10

4500

3,36

В1,В2,ВЗ

0,04

—50

—2,5

В1,В2, ВЗ

0,04

-50

—2,5

Экономический эффект от внедрения двух симметрирующих устройств для ЭШП двухколонной (мощностью  500 кВ * А) и трехколонной (7500 кВ * А) на указанном предприятии машиностроения составил 426 тыс.руб./год.
В низковольтных сетях с нулевым проводом симметрирование фазных напряжений осуществляется или устройствами, обладающими минимальным сопротивлением нулевой последовательности, или с помощью компенсационных симметрирующих устройств (КСУ), осуществляющих компенсацию тока как нулевой, так и обратной, либо обеих последовательностей вместе. Указанные устройства разработаны в ИЭД АН УССР [50] и показаны на рис. 56. В схемах СУ электромагнитного типа используется принцип уравновешивания магнитнодвижущих сил обмоток на каждом сердечнике, а в схемах с электрическими связями — принципы резонанса напряжений для тока нулевой последовательности.
СУ устанавливаются на вторичной стороне трансформаторов мощностью до 350 кВАр со схемой соединения обмоток звезда — звезда с нулем, при большей мощности трансформаторов—на вводах распределительных щитов 0,4 кВ, питающих однофазную нагрузку.
Структурная схема двухсекционного ИРМ
Рис. 56. Структурная схема двухсекционного ИРМ:
СУ — система управления; ФСУ — фазосдвнгающее устройство
Для промышленных предприятий с электрифицированным внутризаводским транспортом может быть предложено фильтросимметрирующее устройство (ФСУ) на напряжение 27,5 кВ, показанное на рис. 57. Это устройство разработано Омским институтом инженеров железнодорожного транспорта и Южно-Уральской железной дорогой, где оно и внедрено. ФСУ является двухфазным устройством, каждая фаза которого состоит из резонансных контуров, настроенных на частоты 5-й и 7-й гармоник. Благодаря ФСУ показатели качества электроэнергии улучшились: ен на стороне 27,5 кВ снизился с 3(85 до 1,48%; Кно по фазам снизился в 3—4 раза; tg ф уменьшился с 0,88 до 0,15. Параметры ФСУ приведены в табл. 28.
Таблица 28

 

Порядок гармоники

Фаза

V = 5

V = 7

 

Q

С

h

Q

С

LP

СА

3840

11,5

35,8

2400

6,8

35,7

ВС

1920

5,3

88,5

800

2,25

121,5


Рис. 57. Принципиальная схема ФСУ 2 7,5 кВ
Силовое оборудование ФСУ можно установить на открытой части подстанции. Опыт эксплуатации показал, что интенсивность отказа конденсаторов ФСУ не превышает 0,071/год.



 
« Исследование электрической прочности высоковольтных вакуумных дугогасительных камер после бестоковой коммутации   Кварценаполненные взрывобезопасные шахтные трансформаторы и подстанции »
электрические сети