Назначение и режимы работы синхронных компенсаторов
- Подробности
- Категория: Оборудование
- эксплуатация
- реактивная мощность
- компенсирующее
Содержание материала
- Обслуживание синхронных компенсаторов
- Назначение и режимы работы синхронных компенсаторов
- Регулирование напряжения и системы возбуждения синхронных компенсаторов
- Система охлаждения синхронных компенсаторов
- Система водоснабжения синхронных компенсаторов
- Система маслоснабжения синхронных компенсаторов
- Пуск и остановка синхронного компенсатора
- Осмотры и контроль за работой синхронного компенсатора
Страница 2 из 8
2.2
Назначение и режимы работы синхронных компенсаторов
Передача реактивной мощности потребителям от генераторов электростанций сопряжена с потерями энергии в линиях электропередачи, трансформаторах и распределительных сетях.
Поэтому считается выгодным снижение реактивной мощности, получаемой от электростанций, и выработка ее вблизи потребителей. Это позволяет уменьшить потери энергии и напряжения в сетях, увеличить пропускную способность линий электропередачи и одновременно повысить уровни напряжений на шинах приемных подстанций. Таким образом, синхронные компенсаторы являются экономичным регулируемым источником реактивной мощности в электрических системах.
Синхронный компенсатор представляет собой ненагруженный синхронный электродвигатель с широким диапазоном регулирования тока возбуждения.
При токе возбуждения, равном току холостого хода, он потребляет из сети небольшую активную мощность, определяемую потерями в синхронном компенсаторе. Если ток возбуждения уменьшать (режим недовозбуждения), то в токе, потребляемом синхронным компенсатором от сборных шин подстанции, появится и будет увеличиваться индуктивная составляющая, что соответствует потреблению из сети реактивной мощности, при этом возрастают потери в сети. В режиме перевозбуждения ток возбуждения превышает ток холостого хода, синхронный компенсатор потребляет из сети опережающий ток, что соответствует выдаче реактивной мощности. Таким образом, но отношению к сети синхронный компенсатор ведет себя в зависимости от значения тока возбуждения как индуктивность или емкость, выполняя соответственно роль потребителя или источника реактивной мощности.
Рис. 2.3. Семейство V-образных нагрузочных характеристик синхронного компенсатора
На рис. 2.3 показана зависимость силы тока статора синхронного компенсатора от силы тока ротора для различных постоянных значений напряжения на его выводах.
Правые ветви нагрузочных характеристик соответствуют работе синхронного компенсатора в емкостном квадранте, левые — в индуктивном. В реальных условиях с увеличением тока ротора напряжение на выводах статора не остается постоянным, а увеличивается. Поэтому ветви эксплуатационной нагрузочной характеристики не совпадают с V-образными характеристиками для постоянных значений напряжения, а идут более полого, как это показано на том же рисунке жирной линией. Рассмотрим влияние регулируемой реактивной мощности синхронного компенсатора на уровень напряжения на шинах подстанции и потери мощности в сети.
Зависимость напряжения на выводах статорной обмотки, а следовательно, и на сборных шинах подстанций от нагрузки синхронного компенсатора можно пояснить при помощи векторной диаграммы (рис. 2.4 , б). Примем за исходные параметры схемы напряжение на шинах НН подстанции U 2 и суммарный ток нагрузки I Л . П ри разгруженном синхронном компенсаторе СК (режим холостого хода) ток нагрузки I л равен току в трансформаторе I т.
Если теперь нагрузить синхронный компенсатор и к току I л прибавить его реактивный ток I с в емкостном квадранте или I 1 в индуктивном, то результирующий ток в трансформаторе станет соответственно равным I ‘ T или I » T . Таким образом, в результате регулирования тока синхронного компенсатора изменяются значение и фаза тока в трансформаторе. Наименьшим ток в трансформаторе I »’ T будет при полной компенсации угла сдвига фаз Рис. 2.4. Изменение напряжения на шинах подстанции регулированием тока возбуждения синхронного компенсатора при неизменной нагрузке потребителей:
а — схема подстанции; б — векторная диаграмма
Рис. 2.5. Поддержание неизменного уровня напряжения на шинах подстанции при изменении тока нагрузки потребителей
Из векторной диаграммы видно, что при изменении тока в трансформаторе изменяются значение и фаза вектора падения напряжения в индуктивности трансформатора D U Т от значения D U ‘ T до D U » T .
При неизменном напряжении U 1 со стороны системы это приводит к изменению вторичного напряжения U 2 от значения U ‘2 до U «2 , равному напряжению на выводах синхронного компенсатора. Фаза вторичного напряжения при этом не изменяется. Регулирование тока синхронного компенсатора в основном производится в целях поддержания напряжения на сборных шинах НН. На рис. 2.5 показано, как при увеличении тока нагрузки потребителей от I Л до I ‘Л удастся сохранять постоянным по значению напряжение U 2 , загружая синхронный компенсатор реактивным емкостным током I СК . Из векторной диаграммы видно также, что при фаза вторичного напряжения изменяется от значения j до j ‘.
- Назад
- Вперёд
- Назад
- Вперёд
- Вы здесь:
- Книги
- Оборудование
- Неисправности электрооборудования и способы их устранения
Еще по теме:
- Объем и периодичность ремонта генераторов и синхронных компенсаторов
- Снижение вибраций шунтирующих и заземляющих реакторов
- Автоматические устройства по компенсации реактивной мощности
- Компенсация реактивной мощности
- Компенсация реактивных мощностей
Синхронные компенсаторы
Синхронным компенсатором называют синхронную машину, работающую в двигательном режиме без нагрузки на валу при изменяющемся токе возбуждения. Синхронный компенсатор в зависимости от тока возбуждения может выдавать реактивную мощность в сеть или потреблять ее из сети.
Рис.1. Общий вид синхронного компенсатора с водородным охлаждением
при открытой его установке на подстанции энергосистемы
В конструктивном отношении он похож на турбогенератор, однако выполняется на среднюю частоту вращения (750-1000 об/мин) Ротор синхронного компенсатора изготовляется явнополюсным. Статор в конструктивном отношении подобен статору турбогенератора.
Синхронный компенсатор характеризуется номинальной мощностью, напряжением и током статора, частотой, номинальным током ротора и потерями в номинальном режиме.
Номинальное напряжение
Номинальное напряжение синхронного компенсатора в соответствии с ГОСТ устанавливается на 5 или 10% выше соответствующего номинального напряжения электрической сети.
Номинальная мощность
Номинальная мощность синхронного компенсатора определяется как длительно допустимая нагрузка при номинальном напряжении, номинальных параметрах охлаждающей среды.
Номинальные мощности синхронных компенсаторов определяются в киловольт-амперах и должны соответствовать ряду мощностей согласно ГОСТ 609-84. По этому ГОСТ минимальная мощность синхронного компенсатора определена в 2800 кВА. Максимальная мощность компенсаторов, выпускаемых в прошлом в СССР, равнялась 160 MBА.
Номинальный ток статора
Номинальный ток статора определяется на основании значений номинальной мощности и номинального напряжения.
Номинальный ток ротора
Номинальный ток ротора — это наибольшее значение тока, при котором обеспечивается номинальная мощность компенсатора в режиме перевозбуждения при отклонении напряжения в сети в пределах ± 5% номинального напряжения.
Потери активной мощности при номинальных условиях охлаждения для синхронных компенсаторов находятся в пределах 1,5-2,5%.
Охлаждение синхронных компенсаторов выполняется двух видов для компенсаторов серии КС — косвенное воздушное с замкнутой системой вентиляции (по аналогии с турбогенераторами), для компенсаторов КСВ — косвенное водородное с охладителями газа, вмонтированными в корпус (см.
рис.1). В обоих типах компенсаторов принята изоляция классов В и F.
Современные электрические нагрузки характеризуются значительным потреблением реактивной мощности. Рост потребления реактивной мощности связан в первую очередь с широким применением электроустановок, в которых для преобразования энергии используются магнитные поля (электродвигатели, трансформаторы и т. п.). Значительную реактивную составляющую имеют токи преобразовательных устройств с ртутными вентилями и тиристорами, люминесцентное освещение и др. В связи с этим электрические сети загружаются реактивной составляющей тока, что сопровождается понижением напряжения и большими потерями мощности при передаче и распределении электроэнергии.
Если в центре нагрузок включить синхронный компенсатор, он, генерируя реактивную мощность, необходимую потребителям, позволит разгрузить линии, соединяющие электростанции с нагрузкой, от реактивного тока, что улучшит условия работы сети в целом При этом синхронный компенсатор должен работать с перевозбуждением в режиме выдачи реактивной мощности.
Синхронные компенсаторы устанавливаются также на подстанциях электропередач, где с их помощью обеспечиваются лучшее распределение напряжения вдоль линий и повышение устойчивости параллельной работы. При этом в зависимости от режима работы электропередачи может потребоваться работа компенсатора как в режиме генерации, так и в режиме потребления реактивной мощности.
В режиме разгрузки линий электропередачи высокого и сверхвысокого напряжений, количество которых в современных энергосистемах значительно, большая некомпенсированная зарядная мощность приводит к повышению напряжения у потребителей. В этот период синхронный компенсатор переводят в режим потребления реактивной мощности.
Реактивная мощность, генерируемая или потребляемая синхронным компенсатором, зависит от тока возбуждения.
При анализе работы синхронного компенсатора будем считать, что он включен в мощную сеть, вследствие чего при изменении тока статора напряжение на зажимах практически не меняется (рис.2).
Рис.
2. Векторные диаграммы синхронного компенсатора в различных режимах
а — холостого хода,
б — перевозбуждения,
в — недовозбуждения
С изменением тока возбуждения изменяется ЭДС обмотки статора Eк. Режим, когда ЭДС компенсатора по значению равна напряжению сети, называют режимом холостого хода компенсатора. При увеличении тока возбуждения ЭДС синхронного компенсатора превысит напряжение на его зажимах (режим перевозбуждения). Под действием разности напряжений Δ U’ = Е’к — Uк в статоре машины возникает ток Iк. Поскольку сопротивление обмоток компенсатора является в основном индуктивным, ток будет отставать от Δ U’ на угол, близкий к 90°.
По отношению к вектору напряжения Uк указанный ток будет отстающим на 90°. Компенсатор при этом отдает реактивную мощность в сеть.
При недовозбуждении машины, когда Екк, ток Iк будет опережать вектор Uк; машина будет потреблять реактивную мощность из сети.
Для возбуждения синхронных компенсаторов применяют специальные системы возбуждения с устройствами АРВ.
Для компенсаторов небольшой мощности с воздушным охлаждением применяют схему электромашинного возбуждения от генератора постоянного тока, соединенного с ротором компенсатора. Отличие этой схемы от рассмотренной выше схемы независимого электромашинного возбуждения генераторов состоит лишь в наличии подвозбудителя, который устанавливается почти всегда для обеспечения устойчивой работы основного возбудителя, что особенно необходимо при небольших токах ротора.
На более крупных компенсаторах с водородным охлаждением, например КСВБ, возбуждение осуществляется от специального бесщеточного возбудительного агрегата, встроенного в корпус компенсатора.
Гашение магнитного поля возбуждения компенсаторов осуществляется так же, как и у синхронных генераторов.
Наиболее распространенным способом пуска синхронного компенсатора является так называемый реакторный пуск (рис.3), при котором компенсатор подключается к сети выключателем Q2 через реактор, обладающий значительным индуктивным сопротивлением.
Благодаря этому напряжение на выводах компенсатора в начале пуска снижается до 40-50% номинального, а пусковой ток не превышает (2-2,8)Iном.
Рис.3. Схема пуска синхронного компенсатора
Разворот компенсатора обеспечивается за счет асинхронного момента, для увеличения которого предусматривается специальная пусковая обмотка, расположенная в полюсных наконечниках ротора. В компенсаторах большой мощности массивные полюсы обеспечивают создание достаточно большого асинхронного момента, вследствие чего специальной пусковой обмотки не требуется.
Когда частота вращения компенсатора при развороте приблизится к синхронной, подается возбуждение и компенсатор втягивается в синхронизм. Воздействуя на АРВ, устанавливают минимальный ток статора, а затем выключателем Q1 шунтируют реактор, включая компенсатор в сеть.
Купить Статический синхронный компенсатор (СТАТКОМ),Статический синхронный компенсатор (СТАТКОМ) Поставщики,производители
Обзор статического синхронного компенсатора (STATCOM)
ZDDQ Статический синхронный компенсатор/SVG/STATCOM , современная система компенсации на основе преобразователя напряжения (VSC), может выступать в качестве источника или приемника реактивной мощности (индуктивной и емкостной).
Он состоит из управляемой части, которая может работать как с емкостной, так и с индуктивной мощностью и поддерживает постоянный поток реактивной мощности в системе. Если в питающей сети есть потребность в реактивной мощности, ZDDQ STATCOM может обеспечить мгновенную поддержку реактивной мощности для стабилизации сети. Наоборот, он поглощает дополнительные VArs для обеспечения стабильности сетей.
Благодаря широтно-импульсной модуляции (ШИМ) преобразователь источника напряжения обеспечивает более быстрое управление преобразователем, что является необходимым условием для отличного подавления мерцания. Батареи постоянных конденсаторов могут быть реализованы в системе, когда индуктивная реактивная мощность меньше, чем емкостная.
ZDDQ Решение STATCOM поставляется с усовершенствованной системой управления и защиты. Наша система управления и защиты, оснащенная современным пользовательским интерфейсом с сенсорным экраном (HMI), обеспечивает превосходную производительность для стабилизации напряжения, уменьшения мерцания, управления реактивной мощностью, подавления гармоник и управления коэффициентом мощности.
| | |
Техническая спецификация STATCOM
| ◆Рейтинг емкость | ±1～±100 мвар |
| ◆Номинальное рабочее напряжение | 6кВ～35кВ |
| ◆Оценка частота | 50/60 Гц |
| ◆Перегрузочная способность | более перегрузка более чем в 1,2 раза |
| ◆Время отклика | ≤5 мс |
| ◆Потери активной мощности | ≤0,8% |
| ◆ Полное гармоническое искажение | ≤3% |
| ◆Управление мощностью | 380 В переменного тока, 220 В переменного тока или 220 В постоянного тока |
| ◆Регулирование реактивной мощности | компенсировать
индуктивные и емкостные вары непрерывно и плавно. |
| ◆Пусковая регулируемая реактивная мощность | 5квар |
| ◆Разрешение компенсации тока | 0,5А |
| ◆Интерфейс связи | Ethernet, RS485, CAN, высокоскоростной оптический интерфейс связи |
| ◆Протокол связи | MODBUS_RTU, ProfiBUS, CDT91, IEC61850-103/104, CANOPEN, определяется пользователем, может быть установлен на ЧМИ. |
| ● Температура хранения | －30℃～+70℃ |
| ●Рабочая температура | －10℃～+40℃ |
| ● Относительная влажность | Среднемесячное значение не более 90%, не мороз |
| ●Высота | <2000 м (более чем 2000м нужно настроить) |
| ●Сейсмическая интенсивность | 8 степень |
Основные характеристики СТАТКОМ
Продукт STATCOM с высокой производительностью и высокой надежностью предназначен для удовлетворения потребностей пользователей.
требования повышения коэффициента мощности электропередачи, компенсации гармоник
и обратной последовательности тока. Он прост в эксплуатации. Его особенности
следующее,
■ Лучшее управление электросетями, лучшая компенсация нагрузки, лучшее улучшение коэффициента мощности
STATCOM повышает стабильность системы и качество электроэнергии, обеспечивая контроль и поддержку напряжения, контроль реактивной мощности, демпфирование колебаний мощности и повышенную пропускную способность. STATCOM позволяет электроемким промышленным процессам подключаться к сети, контролируя уровень мерцания, гармонические искажения напряжения и асимметрию напряжения. STATCOM также позволяет подключать возобновляемые источники энергии к сети в соответствии с требованиями сетевого кодекса, обеспечивая устранение неполадок за счет поддержки и контроля напряжения.
■Оптимальная стабильность и качество
STATCOM предназначен для быстрого ввода значительной индуктивной или емкостной мощности.
Таким образом, STATCOM обеспечивает улучшенную динамическую стабильность систем передачи, чтобы снизить риск провала и отключения напряжения, избегая при этом ухудшения качества электроэнергии благодаря своей многоуровневой конфигурации: в значительной степени предотвращается генерация нежелательных гармоник.
■В гармонии с гармониками и лучшим подавлением мерцания
Генерация гармоник низкая благодаря использованию технологии MMC, что также приводит к низкому уровню шума.
Чрезвычайно быстрое управление STATCOM позволяет в промышленных приложениях эффективно подавлять мерцание и даже активно подавлять низшие гармоники, вызванные нелинейной нагрузкой, такой как электродуговая печь.
■Самое быстрое реагирование – эффективное решение
Стандартизированная конструкция компонентов позволяет свести к минимуму инженерные усилия и обеспечивает в целом быстрое, эффективное, модульное и экономичное решение.
Управление ZDDQ STATCOM с его самой передовой концепцией обеспечивает непревзойденную скорость управления полупроводниками IGBT для точного создания желаемого потока энергии между преобразователем и питающей сетью.
| |
ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ ЯЧЕЙКА ВН STATCOM ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ ЯЧЕЙКА ВН СТАТКОМ
Внутренний СТАТКОМ 6,6 кВМодель | Рейтинг напряжение (кВ) | Рейтинг мощность (Мвар) | Размер | Примечание | Масса (кг) | ||
ширина (мм) | высота (мм) | глубина (мм) | |||||
ВН СВГ-С1.0/6 | 6,6 | 1,0 | 3100 | 2400 | 1400 | Железное ядро реактор | 2450 |
ВН СВГ-С1,5/6 | 1,5 | ||||||
ВН СВГ-С2. | 2.0 | 2850 | |||||
ВН СВГ-С3.0/6 | 3.0 | ||||||
ВН СВГ-С4.0/6 | 4.0 | 3800 | 3450 | ||||
ВН СВГ-С5.0/6 | 5,0 | ||||||
ВН СВГ-С6.0/6 | 6,0 | 3600 | Пустой реактор | 2750 | |||
ВН СВГ-С7.0/6 | 7,0 | 3450 | |||||
ВН СВГ-С8.0/6 | 8,0 | 5600 | 4600 | ||||
ВН СВГ-С9.0/6 | 9,0 | 4700 | |||||
ВН СВГ-С10. | 10,0 | 4800 | |||||
ВН СВГ-С11.0/6 | 11,0 | 4900 | |||||
ВН СВГ-С12.0/6 | 12,0 | 5000 | |||||
0/6
0/6Применение STATCOM в типичных отраслях промышленности
■Дуговые электропечи – стабилизация напряжения сокращает время от плавки до плавки и расход электрода.
■Прокатные станы – устранение искажений напряжения и гармоник снижает потребность в реактивной мощности и увеличивает мощность электрической системы.
■Горнодобывающая промышленность и тяжелая промышленность – динамическая компенсация реактивной мощности стабилизирует энергосистему, особенно при пуске больших двигателей, обеспечивая надежность энергосистемы.
■Ветряные и солнечные электростанции – отвечают строгим критериям подключения к сети, обеспечивая динамическое регулирование напряжения и стабильность напряжения в общей точке подключения (PCC).
■ Рынки возобновляемых источников энергии, включая солнечные фермы, ветряные электростанции, установки солнечных батарей.
Синхронные конденсаторы АББ
Поддерживая сеть мощностью короткого замыкания, инерцией и реактивной мощностью, синхронные конденсаторы АББ играют все более важную роль в обеспечении стабильности электросети в эпоху возобновляемых источников энергии.
Синхронные конденсаторы АББ Объем поставки варьируется от основных компонентов, таких как синхронные конденсаторы, управляющее и пусковое оборудование, маломощные двигатели, системы охлаждения, системы смазки и многое другое.
В результате АББ предлагает более обширные готовые решения, включая поддержку моделирования систем синхронных конденсаторов, распределительных устройств и зданий при поддержке наших каналов систем АББ.
Основные преимущества синхронных конденсаторов ABB
Индивидуальные синхронные конденсаторы АББ обеспечивают эффективную и надежную работу электрических сетей, представляют собой компактные и функциональные устройства с минимальной занимаемой площадью.
Синхронные конденсаторы АББ с маховиком обеспечивают высокую и мгновенную инерцию, что обеспечивает стабильную частоту сети.
Синхронные конденсаторы АББ, рассчитанные на способность выдерживать значительные перегрузки, могут выдерживать мгновенные отказы за счет уменьшения провалов напряжения и помощи возобновляемым источникам энергии в способности преодолевать отказы.
Синхронные конденсаторы АББ могут поддерживать напряжение в сети за счет подачи или поглощения реактивной мощности.
Служба поддержки клиентов АББ доступна в любом месте – специалисты АББ обеспечивают быструю и высокопрофессиональную поддержку на всех этапах от планирования, ввода в эксплуатацию до технического обслуживания.