Источники реактивной мощности в ЭЭС

1. Генераторы электрических станций

2. СК(синхронные компенсаторы)

3. БК(батареи статических конденсаторов)

4. СТК(статические тиристорные компенсаторы)

5. СД

6. ЛЭП

7. ФКУ(фильтр компенсирующие устройства)

Источники реактивной мощности делятся на:

1. работающие только в режиме выдачи реактивной мощности
2. работающие как в режиме выдачи, так и в режиме потребления

Выдача(потребление) реактивной мощности у большинства источников плавно или ступенчато регулируется. Регулирование реактивной мощности в ЭЭС позволяет обеспечивать баланс генерации и потребления ( ), при обеспечении напряжений в узлах сети, отвечающих требованиям ГОСТ13109-97.В противном случае (если нет регулирования ) баланс будет обеспечен в соответствии с естественными статическими характеристиками элементов ЭЭС по напряжению при других значениях напряжений в узлах.

Генераторы электрических станций, являются важнейшими источниками реактивной мощности в ЭЭС. Основные типы генераторов: явнополюсные (гидрогенераторы), неявнополюсные (турбогенераторы).Явнополюсные СГ в силу магнитной симметрии имеют , поэтому схему замещения нельзя представитьв виде ЭДС за некоторой реактивностью:

Для неявнополюсных генераторов :

 

Получим общие выражения для активной и реактивной мощности СГ в случае :

Обозначим .

, ,

(*)

С учетом (*), получили выражения для и :

- момент явнополюсности.

СГ может выдавать активную мощности в сеть и при снятом возбуждении (т.е. при отсутствии ) за счет момента явнополюстности.

Для ТГ, когда , активная мощность определяется

.

В частном случае, когда , т.е. , , этот называется режим СК- т.е. генератор может выдавать или потреблять реактивную мощность, это зависит от соотношения и .

На выдачу(потребление) реактивной мощности налагается ряд режимных ограничений.

1. (ограничение по току статора)
2. (ограничение по максимальному току возбуждения)
3. (ограничение по минимальному току возбуждения)

Рассмотрим эти ограничения применительно к ТГ:

 

1. - реальный ток, - фиктивный ток, , ,

- графически это уравнение окружности, , полагая ,

1. , , т.к.

, , пренебрежем членами , (т. е пренебрежем активным сопротивлением генератора).

, , в предельном случае, когда и , , получим уравнение окружности с радиусом .

 

Совместим условия 1 и 2:

 

1. 

 

Под режимом СК понимают режим при котором , а или .

1. СК (как источник реактивной мощности)

СК – специальные СМ, устанавливаемые на промежуточных и путиковых подстанциях ЭЭС. Эти СМ не имеют первичного двигателя(турбины), и предназначены для выработки (потребления) только реактивной мощности.

СК – явнополюсная СМ ( , ), поэтому , .

Если , - режим выдачи реактивной мощности(режим перевозбуждения)

Если , - режим потребления реактивной мощности(режим недовозбуждения).

СК имеет ряд преимуществ:

- Возможность как выдачи, так и потребления реактивной мощности;

- Возможность плавного регулирования реактивной мощности;

- Возможность поддержания напряжения в узле подключения с высокой точностью(в зависимости от выбранного закона регулирования).

В случае установки систем регулирования АРВ-СД обеспечивается безинерционное регулирование как в установившемся, так и в переходном режиме.

К недостаткам СК можно отнести: большие габариты, высокая стоимость 1квар установленной мощности, необходимость обслуживания.

1. БК

Батареи статических конденсаторов применяются на , особенно широко они используются в сетях , . ,

Серийно силовые конденсаторы выпускаются на напряжения. , .

 

Конденсаторные батареи БК могут быть регулируемыми и нерегулируемыми, регулирование может осуществляться как вручную, так и автоматически.

В сетях с номинальным напряжением до 1кВ конденсаторы обычно включают в треугольник:

Если БК устанавливаются на ступени 6-10кВ, в этом случае конденсаторы соединяются в звезду.

 

Для подключения БК на ступени 10кВ нужна ячейка КРУ или камера КСО с силовым выключателем, поэтому стоимость БК существенно возрастает.. В течение суток БК приходиться отключать, т.е. происходят частые коммутации на ступени 6-10кВ, что может вызвать перенапряжения в сети.

1. Статический тиристорный компенсатор (СТК)

СТК - это комбинация из БК и регулируемых реакторов. Используется на всех классах напряжения вплоть до 1150кВ.

1. Синхронные двигатели(СД)

СД широко используются в качестве приводов механизма. СД может работать как в режиме выдачи, так и в режиме потребления реактивной мощности. Обычно они рассчитаны на работу с опережающим , т.е. выдают в сеть реактивную мощность( ).При считается выгодным использовать СД в качестве приводов, хотя может использоваться и при меньших мощностях. СД используются также и при больших мощностях (до 50МВт). Используются там, где нет частых пусков и остановов.

1. ЛЭП

Если ЛЭП нагружена , то она источник реактивной мощности, иначе -потребитель. ЛЭП напряжение оснащаются шунтирующими реакторами ( таким образом их зарядная мощность полностью компенсируется), т.к. сильно проявляется емкостный эффект.

⇐ Предыдущая123

Поделиться: