Posizionamento di dispositivi compensativi nelle reti di distribuzione delle imprese

Quando si scelgono e si posizionano mezzi di compensazione della potenza reattiva nei sistemi di alimentazione delle imprese industriali, si distinguono due gruppi di reti industriali, a seconda della composizione dei loro carichi:

• il primo gruppo — reti di uso generale, reti con modalità di sequenza diretta della frequenza principale 50 Hz,

• il secondo gruppo — reti con carichi specifici non lineari, asimmetrici e nettamente variabili.

Soluzione del problema compensazione della potenza reattiva per il secondo gruppo ci sono una serie di caratteristiche, tra cui la necessità di provvedere indicatori di qualità dell'energia per ricevitori elettrici con la velocità richiesta.

Nella progettazione, le più grandi imprese di potenza attiva e reattiva calcolate totali Rcalc e Qcalc, che dichiarano il fattore della potenza naturale.

Schema di funzionamento del dispositivo compensatore

Per determinare la potenza dei dispositivi di compensazione, non viene utilizzata la potenza calcolata Qcalcolato.e il valore più piccolo Qswing tenendo conto della discrepanza nel tempo tra il carico attivo più alto del sistema di alimentazione e la potenza reattiva più alta dell'impresa industriale. Questa discrepanza è presa in considerazione dal coefficiente di oscillazione, i cui valori, a seconda del settore a cui appartiene l'impresa, variano da 0,75 a 0,95. Quindi Qswing = swing Qcalc

I valori del carico attivo più elevato Pcalc e della Qmax reattiva totale vengono presi in considerazione nel sistema di alimentazione per determinare il valore della potenza reattiva economica ottimale che il sistema di alimentazione può trasferire all'utenza nelle modalità di massimo e minimo carico attivo del sistema di potenza, rispettivamente Qe1 e Qe2.

Dalla potenza QNSl è determinata la potenza totale dei dispositivi di compensazione QNS = QmaNS -Qe1, e dalla potenza QNS2 — parte regolabile dei dispositivi di compensazione QNSreg=Qe1 — Qe2

I dispositivi di compensazione installati sui bus a bassa tensione delle principali sottostazioni step-down (GSP) dell'impresa non solo assicurano il mantenimento del fattore di potenza del sistema cosφsyst, ma riducono anche la potenza dei trasformatori di potenza GPP Str:

Tali dispositivi di compensazione possono essere compensatori sincroni, banchi di condensatori e motori sincroni.

I compensatori sincroni sono installati solo negli impianti di trasporto del gas di grandi imprese industriali in accordo con il sistema di alimentazione, mentre i compensatori sincroni sono nel bilancio del sistema di alimentazione e vengono utilizzati quando necessario (ad esempio, in caso di guasti del sistema) come backup fonte di potenza reattiva. Pertanto, la loro installazione nelle reti del primo gruppo è limitata.

I motori sincroni ad alta tensione (motori per compressori, stazioni di pompaggio, ecc.) sono presi in considerazione nel bilancio complessivo della potenza reattiva dell'impresa, ma di norma la loro potenza reattiva non è sufficiente e quindi la potenza reattiva mancante viene riempita da banchi di condensatori.

Il bilancio di potenza reattiva in un nodo da 6 a 10 kV di un impianto industriale può essere scritto come il seguente rapporto:

Qvn + Qtp + ΔQ — Qsd — Qkb — Qe1 = 0,

dove Qvn è il carico reattivo calcolato dei ricevitori ad alta tensione (HV) 6 - 10 kV, Qtp è la potenza di carico non compensata Qn reti fino a 1 kV alimentate dai trasformatori delle sottostazioni di trasformazione dell'officina (TS), ΔQ - perdite di potenza reattiva nel rete 6 - 10 kV, specialmente nei trasformatori GPP.

L'utilizzo di condensatori per tensioni di 6 - 10 kV riduce il costo della compensazione della potenza reattiva, poiché i condensatori a bassa tensione sono generalmente più costosi (per kvar di potenza).

Nelle reti a bassa tensione (fino a 1 kV) di imprese industriali, a cui sono collegati la maggior parte dei ricevitori di elettricità che consumano potenza reattiva, il fattore di potenza del carico è compreso tra 0,7 e 0,8. Queste reti sono elettricamente più lontane dalle alimentazioni del sistema di alimentazione o dalla cogenerazione locale (CHP).Pertanto, per ridurre i costi di trasmissione della potenza reattiva, i dispositivi di compensazione sono posizionati direttamente nella rete fino a 1 kV.

Nelle imprese con carichi specifici (shock, fortemente variabili), oltre ai suddetti dispositivi di compensazione, nelle reti del secondo gruppo vengono utilizzati dispositivi di compensazione del filtro, bilanciamento e bilanciamento del filtro. Recentemente, al posto dei compensatori rotanti, vengono sempre più utilizzati compensatori di potenza reattiva statica (STK) che, oltre a migliorare il fattore di potenza, consentono di stabilizzare la tensione di alimentazione.

Riso. 1. Posizionamento di dispositivi di compensazione nelle reti di alimentazione di un'impresa industriale: GPP - la principale sottostazione discendente dell'impresa, SK - compensatore sincrono, ATS - interruttore di trasferimento automatico, KU1 - KB per la compensazione centralizzata della potenza reattiva, KU2 - KB per la compensazione di gruppo della potenza reattiva, KU3 — KB per la compensazione della potenza reattiva individuale, TP1 -TP9 — sottostazioni di trasformazione per officine, SD — motori sincroni, AD — motori asincroni

Nelle reti di servizio della maggior parte delle aziende, i banchi di condensatori statici vengono utilizzati per la regolazione della potenza reattiva. In questo caso viene eseguita la compensazione della potenza reattiva centralizzata (KU1), di gruppo (KU2) o individuale (KU3).

Pertanto, le sorgenti di potenza reattiva nel sistema di alimentazione di un impianto industriale utilizzate per compensare la potenza reattiva possono essere localizzate come mostrato in Fig. 1.