Тема 2.11 Регулирование напряжения. Компенсация реактивной мощности.

 

Необходимость регулирования напряжения в электрических сетях и системах. Требования к уровням напряжения ПУЭ (п.1.2.23).

Способы и средства регулирования напряжения: стабилизация напряжения, встречное регулирование. Реактивная мощность, коэффициент мощности (cos j) и их физический смысл.

Основные потребители реактивной мощности. Необходимость в увеличении коэффициента мощности (cos j).

Естественная и искусственная компенсация. Компенсирующие устройства: диаграмма работы, автоматическое регулирование мощности, размещение и маркировка. Расчет мощности компенсирующих установок. Требования ПУЭ к выбору и размещению устройств компенсации реактивной мощности (п.1.2.24).

 

Рекомендуемая литература: [8, 15, 17, 24, 27, 29, 33]

 

Методические указания

 

Электрическая энергия, вырабатываемая источниками питания и предназначенная для работы электроприемников, должна иметь такие качественные показатели, которые определяют надежность и экономичность их работы. Для того чтобы отклонения и колебания напряжения у электроприемников не превышали допустимых пределов, применяются различные средства и способы регулирования напряжения.

Для выявления средств и способов регулирования напряжения в электрических сетях проанализируйте формулу, определяющую величину напряжения у потребителей (см. [27, с.108, формула 3.8]). Анализ показывает, что регулирование напряжения у потребителей можно вести средствами воздействия на величину добавочного напряжения источника питания и величину компенсирующей мощности, а также конденсаторными установками, включенными последовательно и параллельно в линию.

Для решения вопроса регулирования напряжения на шинах низшего напряжения трансформаторной подстанции необходимо проанализировать формулу 6.3 в [24, с.337].

В [24, §6.2] и [27, с.107 – 115] подробно рассмотрены способы регулирования напряжения, приведены различные схемы регулирования. Начертите схемы регулирования в конспект.

Снижение напряжения в сети обычно связано с недостатком реактивной мощности. О реактивной мощности в сетях промышленных предприятий можно прочитать в [24, §5.1], [29, §8.1] или [27, §3.2].

Для лучшего усвоения материала данной темы необходимо вспомнить из материала дисциплины «Теоретические основы электротехники» понятие «реактивная мощность», а также какой характер она может иметь. Следует вспомнить векторные диаграммы для цепей с R, L, C.

По [27, с. 118, 119] ознакомьтесь с понятиями текущего, мгновенного и средневзвешенного коэффициента мощности. Запишите в конспект формулы соs φ, tg φ, а также перечень мероприятий по повышению коэффициента мощности [33, с.192 – 194].

К числу основных мероприятий по экономии электроэнергии и уменьшению потерь мощности относится компенсация реактивной мощности потребителей. К компенсирующим устройствам относятся синхронные электродвигатели, синхронные компенсаторы и статические конденсаторы. Выбор средств компенсации должен производиться для режима наибольшего потребления реактивной мощности в сети установки и должен удовлетворять требованиям ПУЭ [8, п. 1.2.21 – 1.2.24, 5.6.16 – 5.6.23].

С вариантами расчета мощности компенсирующих устройств ознакомьтесь по [15, п.3.2.3.].

Обратите внимание на связь расчетов по компенсации реактивной мощности с выбором оптимального числа и мощности трансформаторов цеховых трансформаторных подстанций (ТП). Рассмотрите пример оптимального варианта выбора компенсирующих устройств [24, с.318 - 320]. Разберитесь по этому примеру, как учитывается в расчетах ре-активная мощность, вырабатываемая синхронными двигателями.

Примеры размещения компенсирующих устройств в электрических сетях приведены в [24, § 5.4].

Основные технические данные компенсирующих устройств приведены в [17, табл. 2.192]. В цехах промышленных предприятий в настоящее время в качестве компенсирующих устройств применяются комплектные конденсаторные установки типа УКБН-0,38, УКМ -0,4 и другие.

Со схемами управления конденсаторными установками ознакомьтесь по [24, с.325 – 328].

 

Вопросы для самоконтроля

 

1. Какие существуют способы поддержания уровня напряжения у электроприемников?

2. Используя формулу 6.3 в [24,с.337] докажите, что с увеличением реактивной мощности, передаваемой по линии, возрастают потери напряжения.

3. Перечислите основные мероприятия по естественной и искусственной компенсации реактивной мощности.

4. Где размещаются конденсаторные установки в сетях напряжением до 1000В и какое условие должно выполняться?

5. Какие виды аппаратов защиты используются в комплектных конденсаторных установках (ККУ)? Какие виды защит должны быть выполнены согласно требований ПУЭ [8, п. 5.6.16 – 5.6.23]?

6. Перечислите основные средства регулирования напряжения в сетях промышленных предприятий. Объясните их конструкцию и принцип действия.

 

В результате изучения темы студент должен:

иметь представление

· о необходимости регулировании напряжения в электрических сетях и системах;

знать

· основные способы и средства регулирования напряжения;

· физический смысл и необходимость увеличения коэффициента мощности (cos j);

· варианты размещения, способы автоматического регулирования мощности маркировку компенсирующих устройств;

· требования ПУЭ к уровням напряжения на шинах электростанций и подстанций, выбору и размещению компенсирующих устройств;

уметь

· рассчитывать мощность компенсирующих устройств.

 

Раздел 3.