Компенсация реактивной мощности в электрических сетях предприятий
Выполнили: Южанинов Д.
Тамбовцев А.
Шубин П.
Гладких В.В.
Группа: ЭАПУ-10
Преподаватель: Сапунков М. Л.
Пермь 2013г
Исследование характеристик некомпенсированной сети.
Рис. 1. Упрощенная схема подключения нагрузки, измерительных приборов
Исходные данные, Вариант 1:
· Номинальное напряжение сети Uном – 6 кВ
· Коэффициент трансформации тока KTT –40
· Нормативный cos φнорм – 0,96
Расчетные формулы:
=0,9-1,0 - расчетный коэффициент, которым учитывают возможность снижения уровня реактивной мощности на предприятии за счёт организационно-технических мероприятий.
Таблица 1
| Позиции регулятора | ||||||||||||||||||
| Iсети (mA) | ||||||||||||||||||
| Iнагр. (mA) | ||||||||||||||||||
| cos φ | 0,21 | 0,23 | 0,3 | 0,37 | 0,48 | 0,55 | 0,61 | 0,66 | 0,69 | 0,71 | 0,73 | |||||||
| Результаты вычислений | ||||||||||||||||||
| Iнагр. (А) | 14,9 | 15,4 | 16,5 | 18,6 | 22,1 | 26,6 | 32,6 | 39,9 | 48,1 | 57,8 | 67,3 | |||||||
| Pнагр. (МВт) | 0,032 | 0,036 | 0,051 | 0,071 | 0,11 | 0,152 | 0,206 | 0,273 | 0,345 | 0,426 | 0,51 | |||||||
| Qнагр. (МВАр) | 0,149 | 0,152 | 0,163 | 0,177 | 0,2 | 0,231 | 0,268 | 0,311 | 0,362 | 0,421 | 0,479 | |||||||
| Qку (МВАр) | 0,139 | 0,141 | 0,152 | 0,165 | 0,188 | 0,220 | 0,255 | 0,298 | 0,344 | 0,397 | 0,443 | |||||||
| Qост (МВАр) | 0,01 | 0,011 | 0,011 | 0,012 | 0,012 | 0,011 | 0,013 | 0,013 | 0,018 | 0,024 | 0,036 | |||||||
Рис. 2. Характеристики зависимостей от позиций регулятора нагрузки: Pнагр., Qнагр., Qку, Qост.
Рис. 3. Характеристики зависимостей от позиций регулятора нагрузки: Iнагр.,
Вывод: в электрической сети, работающей без компенсации реактивной мощности, величина реактивной мощности превышает величину полезной активной мощности. Если применить КРМ, то реактивная мощность будет значительно меньше активной.
2. Исследование способа ступенчатой компенсации реактивной мощности.
Для ступенчатой компенсации реактивной мощности используется компенсатор КРМ-1.
Рис. 4. Упрощенная схема подключения нагрузки, компенсатора, измерительных приборов
Таблица 2
| Режим х.х. | Iсети (mA) | Iнагр. (mA) | Cos φ |
| Без компенсации | 0,2 | ||
| С компенсацией | 0,59 |
Вывод: после подключения КУ в линию Cos φ стал больше, вследствие появления реактивной емкостной составляющей тока.
Таблица 3
| Режим х.х. | Iсети (mA) | Iнагр. (mA) | Cos φ |
| SA2 (cap) | 0,56 | ||
| SA3 (ind) | 0,89 |
Вывод: в режиме недокомпенсации ток линии (I3) немного отстает по фазе от напряжения, а в режиме перекомпенсации отставание тока линии (I2) от напряжения по фазе увеличивается.
cos φзад. = 0,94
Таблица 4
| Режимы нагрузки | Средняя нагрузка (0,7 Iнагр. ном.) | Номинальный режим (Iнагр. ном.) | Перегрузка (1,3Iнагр. ном.) |
| Измеренный ток Iнагр. (mA) | |||
| Номера включенных тумблеров | SA2, SA3 | SA2, SA5, SA6 | SA2, SA3, SA4, SA5, SA6 |
| Cos φфакт. | 0,94 | 0,93 | 0,92 |
| Результаты вычислений | |||
| Фактический ток нагрузки Iнагр. (А) | 25,48 | 36,75 | 46,66 |
| Фактическая мощность КРМ-1 Qку (МВАр) | 0,013 | 0,016 |
Расчетная формула: 
Вывод: при ручном управлении КРМ-1 возможно добиться максимального приближения cos φфакт. к заданному cos φ, регулирование ступенчатое.
Исследование работы КРМ-1 при автоматическом управлении.
Таблица 5
| Позиции регулятора | |||||||||
| Cos φфакт. (ind) | 0,96 | 0,94 | 0,92 | 0,9 | 0,89 | 0,9 | 0,92 | 0,93 | 0,96 |
| Δ cos φ (±) | 0,01 | -0,01 | -0,03 | -0,05 | -0,06 | -0,05 | -0,03 | -0,02 | 0,01 |
| Δ cos φ (%) | 2,1 | 1,05 | 3,16 | 5,26 | 7,37 | 5,26 | 3,16 | 1,05 | 1,05 |
Расчетная формула: 
Вывод: При автоматическом управлении максимальное приближение cos φ к заданному cos φ возможно при режиме близком к номинальному.
Исследование работы тиристорного компенсатора
Для плавного регулирования мощности компенсирующего устройства используется тиристорный компенсатор КРМ-2. Он содержит бесступенчатую батарею конденсаторов.
Рис. 5. Упрощенная схема подключения нагрузки, компенсатора, измерительных приборов
Iнагр. = 1172 мА.
Таблица 6
| Uупр | 0,5 | |||||||
| Cos φ | 0,99 | 0,98 | 0,95 | 0,91 | 0,86 | 0,81 |
Рис. 6. Регулировочная характеристика
cos φзад. = 0,94 = const
Таблица 7
| Позиции регулятора | |||||||
| Uупр (В) | 6.8 | 6.7 | 6.4 | 5.8 | 4,2 |
Рис. 7. Регулировочная характеристика
Вывод: ТКРМ позволяет плавно и с высоким быстродействием регулировать реактивную мощность, что является его неоспоримым достоинством. Из регулировочной характеристики видно, что с увеличением напряжения питания Cos φ падает.