Передача, распределение и накопление электроэнергии

Батареи статических конденсаторов 6-220 кВ. Эффективное управление реактивной мощностью и уровнем напряжения.

10 мая 2007 г. в 12:02

За последние годы во многих регионах России выросло потребление электроэнергии. Большая часть трансформаторов и подстанций работают с предельной загрузкой или перегрузкой, что связано с превышением разрешенной мощности, установленной в технических условиях, а также недостаточной компенсацией реактивной мощности (РМ). До недавнего времени в связи с отсутствием нормативной базы предприятия не спешили компенсировать РМ и перестали участвовать в поддержании коэффициента мощности на шинах нагрузок. В итоге это привело к возрастанию потоков РМ, увеличению потерь, снижению управляемости режимами работы распредсетей и ухудшению качества и надежности электроснабжения потребителей. Сейчас ситуация изменилась.

Согласно приказу РАО ЕЭС № 893 от 11.12.2006 проблеме компенсации реактивной мощности в распредсетях и на стороне потребителей будет уделено особое внимание.

Батареи статических конденсаторов БСК 6—10—35—110—220 кВ — эффективное средство управления потоками реактивной мощности и нормализации уровней напряжения. Компания «Матик-электро» разрабатывает и производит БСК и конденсаторные установки на напряжения от 0,4 до 220 кВ. В ряду производимого оборудования как конденсаторные установки 0,4—0,66 кВ контакторные и тиристорные для предприятий-потребителей, так и регулируемые высоковольтные КРМ-6—10 кВ (регулирование по tg φ и по напряжению), а также БСК 110—220 кВ мощностью до 200 МВАр.

Регулирование напряжения с помощью БСК

Величина напряжения в различных точках энергосистемы изменяется в зависимости от нагрузки и схемы сети. Этот параметр согласно ГОСТ 13109—87 должен находиться в пределах от 5 до 20% (таблица 1).

Напряжение в энергосистеме
Номинальное напряжение (линейное) UНОМ, кВ61020351102203305007501 150
Наибольшее рабочее напряжение (линейное), кВ7,2122440,51262423635257871 200
Превышение наибольшего рабочего напряжения над номинальным напряжением, %20202015151010555

Кроме того, ограничение по наибольшему рабочему напряжению электрооборудования диктуется надежностью работы изоляции электрооборудования, т. к. постоянно повышенное напряжение вызывает ускоренное старение изоляции и выход ее из строя. У большинства потребителей электроэнергии допускаются длительные отклонения напряжения от номинального не более чем на ±5%. Превышение номинального напряжения приводит к сокращению срока службы оборудования, уменьшение снижает производительность и экономичность электроприемников, пропускную способность линий электропередачи, может нарушить устойчивость работы синхронных и асинхронных электродвигателей.

Как видно из таблицы 1, с повышением номинального напряжения допустимые повышения напряжения уменьшаются с 20 до 5%. Это связано с ростом стоимости изоляции в установках более высоких напряжений, минимизацией затрат на изоляцию и выполнением оборудования практически на номинальное напряжение.

Допустимые снижения напряжения в энергосистеме также лимитированы и составляют от 10 до 15%. Как мы видим, в электросетях возможны колебания напряжения от -15 до +20%. Поэтому при изменении параметров схемы, величины нагрузки, и режима работы электрической сети необходимо регулировать уровень напряжения посредством технических мероприятий.

Как известно, напряжение у потребителя определяется формулой:

U = UЦП − (PНRЭ + QНXЭ) / UН,

где: UЦП — напряжение центра питания;

РН и QН — активная и реактивная мощность нагрузки потребителя;

RЭ и XЭ — эквивалентное активное и индуктивное сопротивление между центром питания и потребителем.

Из приведенной формулы видно, что можно влиять на напряжение у потребителя, изменяя реактивную мощность QН, например, регулируя ее с помощью батареи статических конденсаторов.

Снижение потерь при передаче электроэнергии с помощью БСК

Доля технологических потерь электроэнергии в распределительных электрических сетях напряжением 6—10 кВ в среднем составляет 8—12% от величины электроэнергии, отпущенной в сеть данного напряжения. Величина потерь электроэнергии определяется параметрами электрической схемы, конструкцией сетей и режимом нагрузки. Как показали расчеты для реальных сетей 10 кВ, потери электроэнергии существенно зависят от величины реактивной мощности, передаваемой потребителям по элементам сети. Например, при изменении коэффициента мощности (tg φ) от 0,5 до 0,8 потери электроэнергии увеличиваются примерно на 20%.

Анализ показаний счетчиков активной и реактивной электроэнергии показал, что значения коэффициентов мощности на шинах 10 кВ источников питания и на подстанциях 35—110/10 кВ изменяются в процессе эксплуатации и достигают значений 0,77—0,85. То есть, потери электроэнергии при передаче реактивной мощности становятся существенными.

Номенклатура БСК и КРММощность
КРМ 0,4—0,66 кВ50—2000 кВАр
БСК 6—10 кВ5—50 МВАр
БСК 35 кВ10—50 МВАр
БСК 110 кВ20—60 МВАр
БСК 220 кВ52—104 МВАр

Эффективным способом снижения потерь электрической энергии в сетях 10 кВ является установка батарей статических конденсаторов.

Выбор мощности и мест установки компенсирующих устройств проводится по условию минимума приведенных затрат с учетом стоимости компенсирующих устройств и ожидаемой экономии от снижения потерь электрической энергии.


Технические характеристики БСК 104 МВАр 220 кВ
Мощность, МВАр104
Напряжение, кВ220
Частота, Гц50
Номинальный ток, А272,9
Емкость, мкФ6,84 (одного конденсатора 27,37) 0..+5%
Окружающая температураот -50 до +50°С
Относительная влажность, %до 90
Высота над уровнем моря, мдо 1000
ЗащитаПредохранители, встроенные в конденсаторы. Несбалансированный ток (ТФЗМ-220) – 3 шт. Токоограничивающие реакторы – 3 шт.
Количество стоек3
Вес, кг22 200
Габариты Д × Ш × В, мм16 500 × 1 970 × 9 200
Габариты Д × Ш × В, мм22 500 × 22 500 (по ограждению)
Соединение:
- последовательных групп
- параллельных блоков
- последовательных групп

16
2
2
Всего конденсаторов192
Режим работы нейтралиГлухозаземленная нейтраль
КонструкцияМодульная, соединение конденсаторов в звезду с глухозаземленной нейтралью, две параллельные группы конденсаторов для каждой фазы звезды, в каждой группе 16 конденсаторов, работающих последовательно, по 2 конденсатора в группе
КонденсаторыОднофазные 542 кВАр / 7,94 кВ / 50 Гц со встроенными предохранителями


Батареи статических конденсаторов (БСК)

Батареи статических конденсаторов на напряжения 6, 10, 35, 110 × 220 кВ мощностью от 5 до 200 МВАр производятся на базе косинусных однофазных конденсаторов, путем параллельно-последовательного соединения их в звезду или треугольник в зависимости от режима работы нейтрали.

Внедрение батарей статических конденсаторов позволяет увеличить напряжение на шинах подстанций на 3—4%, снизить потери в сетях 6—110 кВ, скорректировать перетоки энергии и урегулировать напряжение в энергосистеме.

Кроме того, при превалировании тяговой нагрузки, вследствие ее неравномерности и обусловленной тем самым неравномерной загрузки линий, возникает необходимость регулировать показатели качества передаваемой электроэнергии применением компенсирующих устройств (БСК или реакторов, в зависимости от режима).

Конструкция

БСК состоит из групп силовых конденсаторов, собранных в стальные несущие блоки, закрепленные на полимерных изоляторах. БСК выполняется на трех стойках с размещенными на них конденсаторами, токоограничивающими реакторами и трансформаторами тока. Между стойками БСК предусмотрены 6-метровые проезды для автокрана, предназначенные для монтажа блоков конденсаторов.

БСК поставляется в исполнении У1 для температур от -55 до +45°С. Для более низких температур БСК монтируется в утепленном быстровозводимом здании. Стальные конструкции выполняются из сварных профилей, защищенных от коррозии гальваническим цинкованием (цинковое покрытие — не менее 650 г/м2). Конструкции собраны в блоки по 6—8 конденсаторов, монтируются на месте и имеют в комплекте крепеж, наконечники и медные шины для соединения конденсаторов, а также гибкие медные переходы. В БСК применяются силовые конденсаторы 700 кВАр / 6—10 кВ, 560 кВАр / 11,7 кВ для напряжений 35 кВ, 542 кВАр / 7,94 кВ для напряжений 110—220 кВ с двумя фарфоровыми изоляторами и встроенными предохранителями.

Трансформаторы тока ТФЗМ (по 1 на фазу) подключены первичной обмоткой в разрыв двух параллельных групп, и в случае разбаланса выдают сигнал на устройства РЗА для отключения головного выключателя. Токоограничивающие реакторы (по 1 на фазу) ограничивают ток при включении БСК. Соединения выполнены гибкой медной шиной, для предотвращения повреждения изоляторов при температурном расширении/сжатии либо при воздействии электродинамических сил.

При заказе БСК указывается мощность батареи, номинальное напряжение и ток КЗ на месте установки, тип и количество конденсаторов в батарее, категория размещения и климатическое исполнение.

Виктор ИТКИН,
технический директор ЗАО «Матик-электро».

👉 Подписывайтесь на Elec.ru. Мы есть в Телеграм, ВКонтакте и Одноклассниках

Читайте также
Новости по теме
Объявления по теме

ПРОДАМ: Шкаф управления оперативным током ШУОТ-2405-20-115-1-УХЛ4

Шкаф управления оперативным током ШУОТ-2405-20-115-1-УХЛ4 Назначение: Предназначены для питания цепей постоянного тока ответственных потребителей (терминалов РЗА, высоковольтных выключателей, аварийного освещения) установленным напряжением и непрерывного заряда аккумуляторных батарей с контролем их состояния. Пример записи обозначения ШУОТ 2405 сети (линейным), выбранным из предлагаемого диапазона, на номинальный выходной ток 20А, с выходным напряжением 230В, в исполнении 1 по резервированию, в нестандартной комплектации и (или) с дополнительными опциями, для поставок в страны с умеренным климатом: «Шкаф управления оперативным током ШУОТ-2405–20–230–1-УХЛ4 ТИДЖ.435361.001ТУ по опросному листу».
Андреев Дмитрий · Анко · 3 июня · Россия · Чувашская республика - Чувашия
Шкаф управления оперативным током ШУОТ-2405-20-115-1-УХЛ4

ПРОДАМ: Автомобильный инвертор Союз 12/220В, 24/220В

Автомобильный инвертор Союз 12/220В, 24/220В. Подключение напрямую к клеммам аккумуляторной батареи (АКБ). Оборудование сертифицировано. Мощность нагрузки 200Вт…4000Вт. Выходное напряжение 220В 50Гц, форма модифицированный синус. В комплекте: инструкция и описание на русском языке, провода для подключения к АКБ, плавкие вставки Инвертор автомобильный Союз 12 220v: CAR200 200Вт, CAR300 300Вт, CAR400 400Вт, CAR600 600Вт, CAR1000 1000Вт Автомобильный инвертор 220В: PI-1200W 1200Вт, PI-1500W 1500Вт, PI-2000W 2000Вт, PI-3000W 3000Вт, PI-4000W 4000Вт Союз инвертор 24 220: PI-1200W 1200Вт, PI-2000W 2000Вт, PI-3000W 3000Вт, PI-4000W 4000Вт Инструкции на русском языке. Доставка по РФ
Игнашов Александр · КА-Партнер · Вчера · Россия · г Москва
Автомобильный инвертор Союз 12/220В, 24/220В

ПРОДАМ: Rectiverter 230V/1500VA 220V/1200W

Rectifier and inverter in one box The Rectiverter is a 3 port device capable of charging the 220V battery and simultaneously provides power for the AC and DC loads. During mains outage the Rectiverter feeds AC loads using energy stored in the battery.
Еськов Алексей · МАГНИТ · 4 июня · Россия · Новосибирская обл
МАГНИТ, ООО

ПРОДАМ: Конденсатор электротермический ЭСВ ЭСВК ЭСПВ — устаревший тип Замена — соременный аналог, конденсаторы ЭЭВП ЭЭПВ ЭЭПВП

Заказать купить конденсаторы установки батареи блоки по заводской цене. Доставка до вашего города. Батареи статических конденсаторов БСК-6 -10 -35 -110 -220 кВ Установки компенсации реактивной мощности укм укмт укрм укмф укл укп Конденсаторы Заводская гарантия — 1 год кпс (кмпс кэб кэп)-0,4(1,05)-3,33(2,5 5 10 12,5 15 25 30 33,3 37,5 63 75 125)-3(2)у3 ээвп (ээпв ээвк эспв эсвп ээпвп)-0.5 (0,8 1 1,6 2) -2,4 (0,5 1 4 10) у3 смв (смп смм смпв сма)-110(20 66)/3-6,4(4,4 107)-у1(хл), изолирующие подставки пи-1-2-3-4-5-6 У1(ХЛ1, Т1) Высоковольтные, электротермические, силовые, связи, импульсные. Оптом! Заявки по электронной почте рассматриваются в первую очередь!
Семенов Евгений · Юнит-пром · Вчера · Россия · Свердловская обл
Конденсатор электротермический ЭСВ ЭСВК ЭСПВ — устаревший тип Замена — соременный аналог, конденсаторы ЭЭВП ЭЭПВ ЭЭПВП

ПРОДАМ: Реле РСТ-25, рст-25-201, рст25

Технические характеристики РСТ-25 Номинальное напряжение постоянного или переменного тока частотой 50-60 Гц - 220 В. Диапазон коммутируемых напряжений - 1-300В. Минимальный коммутируемый ток 1 мА. Номинальная коммутируемая мощность при работе на активную нагрузку 50 Вт. Электрическая прочность изоляции разомкнутых контактов при переменном напряжении частотой 50-60 Гц - 2000 В. Предусмотрены следующие уставки срабатывания по скорости потока масла: 0,9; 1,2; 1,5; 2,0 м/с (для струйных).
Орлов Владимир · ООО Завод электротехнического оборудования · Вчера · Россия · Чувашская республика - Чувашия
ООО «Копос Электро» — представительство чешской корпорации KOPOS KOLIN а.s. в Российской Федерации. Основным видом производства компании является электромонтажные изделия для кабельных систем. Количество изделий в серийных линейках продукции бренда KOPOS превышает 8 тысяч наименований.