Негативы, риски аварийности, неэффективности конденсаторных установок компенсации реактивной мощности УКРМ

  • 297
  • Поделиться
  • Пожаловаться

Анонс: основные позитивы и негативы использования в силовой сети конденсаторных установок повышения коэффициента мощности типа УКРМ. Риски аварийности, неэффективности конденсаторных установок компенсации реактивной мощности.

УКРМ

В большинстве случаев компенсация реактивной мощности используется по экономическим причинам, причем благодаря установкам УКРМ, УКРМФ, УКРМТ, УКРМТФ можно не только сэкономить на счетах за электроэнергию, но и сохранить величину параметров сети, установленных поставщиком энергии, а значит обеспечить ряд косвенных финансовых преимуществ за счет стабильности производственно-технологических процессов, увеличения сроков службы оборудования, повышения качества реализуемого продукта/услуги и т. п.

Причем зачастую defacto коррекция коэффициента мощности дает даже больше прибыли, чем только экономия материальных и энергетических ресурсов, а благодаря компенсации «ненужной» реактивной энергии пропускная способность существующей сети по току может быть достаточной для подачи через нее большего количества активной мощности при сохранении тех же номиналов в питающей и распределительной системе, а также повышении надежности всех связанных сетей.

Вместе с тем следует четко понимать, что компенсирующее устройство, подключенное к сети, также может оказывать и, как правило, оказывает негативное влияние на сеть и силовую нагрузку, а в число наиболее «частых негативов» входят:

  • переходные процессы при генерации реактивной мощности;
  • генерация высших гармоник;
  • длительное повышение напряжения;
  • усиление высших гармоник, генерируемых другим оборудованием и попадающих в сеть трансмиссией из распределительной (и других) силовых сетей;
  • падения напряжения, отключения и кратковременные перенапряжения;
  • другие виды искажений, вызванных одной или несколькими (в совокупности) причинами — явлением резонанса, ошибками в конструкции, использованием неподходящего оборудования, неправильной эксплуатацией и пр.

Поэтому при покупке УКРМ их нужно подбирать в соответствии с действующими стандартами, а при проектировании необходимо принять во внимание несколько факторов и условий, среди которых ключевыми можно признать:

  • номинальные параметры сети, т. е. напряжение, частота и ее реальное значение (по анализу замеров при энергоаудите);
  • потребность в индуктивной реактивной мощности с учетом компенсации емкостной;
  • динамика нагрузки («спокойного» режима, резкопеременных нелинейных нагрузок);
  • наличие и амплитуды высших гармоник тока и напряжения;
  • параметры короткого замыкания в конденсаторной батарее;
  • планируемое размещение (окружающие условия, место установки).

Риски аварийности, неэффективности конденсаторных установок компенсации реактивной мощности УКРМ

Из-за глобальной нетипичности силовых сетей различных объектов в разных странах мира (включая Россию), вызванной (преимущественно) использованием электронных устройств, оборудования с нелинейными вольтамперными характеристиками, в число «прерогативных негативов» повышения аварийности и неэффективности применения конденсаторных установок компенсации реактивной мощности вошли гармонические искажения на нефундаментальных частотах.

Справка
К сожалению пока отслеживаются и в той или иной мере нивелируются специальными устройствами (активными, пассивными, гибридными фильтрами) только характеристические гармоники 5, 7, 11, 13, 17, 19... (или characteristic harmonics в терминологии IEEE Std 519, IEC 61642, IEEE 1531-2020, ГОСТ 30804.4.7-2013, ГОСТ Р 50397-2011, ГОСТ Р 59032.1/4-2020), а non-characteristic harmonics (с англ. — не характеристические гармоники — прим. автора) в большинстве случаев не принимаются во внимание.

Хотя суммарные амплитуды не характеристических гармоник могут быть значительными, а их основные «генераторы» — популярное силовое оборудование — дуговые печи, преобразователи частоты, сварочные агрегаты, "энергосберегающее"освещение и пр. Обусловлен такой «парадокс» тем, что в случае использования активных — преднастроенных на широкие полосы частот, а значит очень дорогих, — но больше шунтирующих пассивных или гибридных фильтров резонансного типа вместе с характеристическими акцепторный контур устройства «оттягивает» на себя и «гасит» все не характеристические гармоники выше резонансной частоты.

Вместе с тем, нужно четко понимать, что:

  • Любой фильтр рассчитывается по мощности нагрузки, а здесь нужно учитывать амплитуды всех токов на фундаментальной и нефундаментальных частотах, включая токи и характеристических и не характеристических гармоник.
  • Любой активный фильтр работает в ветке ниже подключения и там максимально «грязно», но «чистая сеть» выше места присоединения АФГ — весьма условное и больше маркетинговое заявление, поскольку преобразователь фильтра и силовой блок генерируют гармоники, которые передаются в силовую сеть и необходимость их очистки дополнительным пассивным шунтирующим фильтром целесообразно оценить.
  • Акцепторные шунтирующие контуры у фильтровых (технически некорректно — дроссельных) УКРМФ из резонансных последовательно соединенных реакторов и конденсаторов рассчитаны на фильтрацию гармоник только в цепях самой установки, но для расчета резонансной частоты и параметров контура нужно учитывать все те же суммарные амплитуды гармоник по целой полосе частот.
Акцепторные шунтирующие контуры в УКРМФ
Акцепторные шунтирующие контуры в УКРМФ

Поэтому вряд ли (по крайней мере уже сейчас) можно считать корректным предлагаемый большинством производителей выбор УКРМ по отношению мощности источника гармоник Sn к мощности трансформатора St, где рекомендуют при:

  • Sn/St ≤ 15 % использовать «стандартные конденсаторные батареи» (или конденсаторы) с номиналом, соответствующим номинальному напряжению питания.
  • 15 % < Sn/St ≤ 25 % и в случае отсутствия резонансных контуров с реакторами — конденсаторы с более высоким номинальным напряжением, чем номинальное напряжение сети.
  • 25 % < Sn/St ≤ 60 % — только фильтровые УКРМФ, рассчитывая резонансные частоты по результатам энергоаудита.
  • Sn/St ≥ 60 % — интегрировать в виде отдельного модуля или устройства автономный пассивный шунтирующий фильтр.

Обусловлено это рядом причин, главные из которых раскрыты в этом материале, но определяющим выбора должен стать полный энергоаудит конкретного объекта с анализом всех сетевых параметров в конкретном месте интеграции установки компенсации реактивной мощности.

#укрм

Источник: Завод конденсаторных установок «МИРКОН»

Информация о компании

Завод конденсаторных установок «МИРКОН» осуществляет полный цикл мероприятий по вопросам компенсации реактивной мощности.
Читайте также
Новости по теме

Видео по теме

Лента публикаций