Способ трехступенчатого регулирования реактивной мощности конденсаторной установкой.

Изобретение

На сегодняшний день во всех отраслях систем электроснабжения вопрос повышения качества электроэнергии и сохранения его значения на заданном (номинальном) уровне с одновременной компенсацией реактивной мощности является актуальным. Поддержание качества электроэнергии на заданном уровне и обеспечением потребителей реактивной мощностью позволяет не только обеспечить нормальную работу технологических установок, но и улучшить в целом технико-экономические показатели систем электроснабжения. Для достижения этого на производстве применяются разнообразные технические решения по повышению качества электроэнергии и компенсации реактивной мощности, среди которых достаточно широко распространены механические регуляторы напряжения типа ПБВ и РПН и батареи статических конденсаторов. Для снижения уровня колебаний напряжения, например, в сетях питания металлургических предприятий и электрофицированного транспорта достаточно широко применяют РПН. Опыт эксплуатации систем электроснабжения показывает и подтверждает, что известные механические регуляторы напряжения не удовлетворяют базовым требованием систем электроснабжения по качеству электроэнергии, а в некоторых случаях могут вызвать нарушение основного цикла технологического процесса. И как следствие это приводит к затягиванию процесса производства продукции и ухудшению качество выпускаемой продукции, что отражается на снижении технико-экономических показателей систем электроснабжения. Следует отметить, что к недостаткам существующих регуляторов напряжения, оказывающих влияние на показатели качества электроэнергии, является низкое быстродействие и сравнительно невысокая точность регулирования напряжения, которые приводят также к сокращению срока службы и выходу из строя электрооборудования у потребителей электрической энергии. Что касается изменения электрических нагрузок, анализ электрических нагрузок реального предприятия, а также режимов работы питающего трансформатора наглядно показывает, что в системах электроснабжения постоянно происходят отклонения и колебания тока нагрузки, которые приводят к снижению качества электроэнергии и создают необходимость применения дополнительных устройств для сохранения качества электроэнергии и обеспечения нормальной работы технологических процессов [18-22]. Как подтверждает опыт эксплуатации систем электроснабжения, на сегодняшний день, используемый для стабилизации напряжения регулятор типа ПБВ не удовлетворяет требованиями потребителей электроэнергии по сохранению качества электроэнергии [23-25]. Это связанно с тем, что ПБВ является регулятором напряжения, изменение параметров которого производится только в отключенном состоянии (как правило, при смене сезона) и при колебаниях нагрузки не стабилизирует напряжение у потребителей на заданном уровне [26]. Анализ технических публикаций показывает, что, например, при резком снижении тока нагрузки вниз от номинального значения в системах электроснабжения возникает не только повышение напряжения, но и перенапряжение [26, 27]. Как следствие существует вероятность пробоя изоляции, перегрузки приборов, приостановления работы частотно-регулируемого привода вследствие срабатывания защиты максимального напряжения, все это в результате приводит к преждевременному выходу из строя электрооборудования [28, 29]. Одним из возможных путей, направленных на ослабление выше указанных недостатков, состоит в построении системы электроснабжения на основе реакторно-тиристорного управляемого устройства и нового принципа построения конденсаторной установки, которые предварительно разработаны для дальнейшего проведения исследования и создания физического макета этих устройств заявленных в данном проекте. Предварительно полученные результаты исследования стабилизации напряжения у потребителей с одновременной компенсацией реактивной мощности по штатной и новой схеме регулятора напряжения и конденсаторной установке при нестабильности питающего напряжения и колебаниях тока нагрузки позволили ожидать получения следующих показателей: - сокращение количества тиристорных пускателей при необходимости обеспечения восьмиступенчатого регулирования реактивной мощности в 2 раза (четыре вместо восьми); - сокращение количества тиристорных ключей в 3 раза (шестнадцать против сорока восьми); - сокращение количества блоков разряда конденсаторов вместе с коммутационными аппаратами для подключения разрядных резисторов в 2 раза (четыре вместо восьми); - повышение эффективности работы технологических установок в 0,2 раза или на 20 % (0.9985 против 0.7981) при номинальном напряжении в сети и номинальной нагрузке; - повышение эффективности работы технологических установок в 0,1996 раза или на 19,96 % (0.9977 против 0.7981) при максимальном и минимальном напряжении в сети и номинальной нагрузке; - снижение потери электроэнергии и улучшение пропускной способности линии электропередачи; - облегчение работы силового трансформатора, батареи конденсаторов и потребителей электроэнергии при стационарных и динамических процессах; - сохранение качества электроэнергии у потребителей на заданном (номинальном) уровне при плавном и дискретном изменении напряжения питающей сети и тока нагрузки; - обеспечение непрерывной и точной стабилизации напряжения с одновременной компенсацией реактивной мощности с хорошими энергетическими показателями; - обеспечение нормальной работы, а также сохранение качества выпускаемой продукций и срока службы электрооборудования.

Исполнитель

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ "ФОНД СОДЕЙСТВИЯ РАЗВИТИЮ МАЛЫХ ФОРМ ПРЕДПРИЯТИЙ В НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОЙ СФЕРЕ"