Реактивті қуатты өтемелеу

1.

2.

Электрмен жабдықтау
6-тақырып:
Реактивті қуатты өтемелеу
т.ғ.к.. доцент Калиева К.Ж.
[email protected]

3.

Әдебиеттер тізімі:
1. Кудрин Б.И. Электроснабжение потребителей и режимы, М.: «МЭИ», 2013
2. Хорольский В.Я. Надежность электроснабжения, М.: «МЭИ», 2014
3. Киреева Э.А. Электроснабжение и электрооборудование цехов
промышленных предприятий, М.: «Кнорус»,, 2013
4. Казанина И.В., Живаева О.П. Электроснабжение. Методические указания
и задания к выполнению курсовой работы, А.: АУЭС, 2013
5. Конюхова Е.А. Электроснабжение объектов, М.: «Мастерство», 2012
6. Фролов Ю.М. Основы электроснабжения, СПб.: «Лань», 2012
7. Сибикин Ю.Д. Электроснабжение, М.: «РадиоСофт», 2012
8. Гужов Н.П. Системы электроснабжения, Ростов –на /Д.: «Феникс», 2011
Қосымша
9. Бозжанова Р.Н., Манапова Г.Д., Живаева О.П. Электрмен жабдықтау.
Дәрістер жинағы. 2-бөлім, А.: «АИЭС», 2009
10. Бозжанова Р.Н. Живаева О.П. Электроснабжение. Ч.2. Конспект лекций.,
А.: «АИЭС», 2006

4.

Қабылдағыштың қысқыштарындағы
комплексті түрде былай көрсетуге болады:
толық
қуатты
Реактивті қуаттың физикалық мәні:
Q – реактивті қуат, квар; I – фазалық ток, А; Х – фазалық индуктивті кедергі, Ом;
Фм – айнымалы магнит ағынының амплитудасы, Вб; Вт – магнит
индукциясының амплитудасы; μ – магнит тізбегінің магниттік өтімділігі, Гн/м; V
– магнит тізбегінің көлемі, см3 ; U – кернеу, В.

5.

Реактивті қуат көздері.
Егер тоқ кернеуден озатын болса, онда жүктеме сыйымдылықты
болады да, реактивті қуат өндіріледі және ол теріс (-) таңбалы болып
келеді. Реактивті қуат – электр станциялардағы генераторлармен,
синхронды қозғалтқыштармен, күштік конденсаторлар батареяларымен,
тиристорлар және желілермен өндіріледі.
Реактивті қуат тұтыну
Реактивті қуаттың жүктемеге байланысты 2 түрлі: индуктивті немесе
сыйымдылықты болатыны белгілі. Егер тоқ фаза бойынша кернеуден
қалып отырса, онда жүктеме индуктивті болады, ал оның таңбасы оң (+)
болады және мұнда реактивті қуат тұтынылады.
Торап элементтерінде реактивті қуаттың шығыны да болып тұрады,
олар электрэнергия қабылдағыштары тұтынған реактивті қуатпен
өлшемдес. Өндіріс орындарындағы реактивті қуаттың ең негізгі
тұтынушылары мыналар: асинхронды қозғалтқыштар (АҚ) (барлық
тұтынылған қуаттың 60-65 % құрайды), трансформаторлар (20-25%),
бұрандалы түрлендіргіштер, реакторлар, ауалы және кабелді электр
тораптары және басқа қабылдағыштар (10%).

6.

Реактивті қуаттың теңдігі немесе балансы:
Қуат коэффициенттері
Активті қуатты сипаттайтын негізгі нормативті көрсеткіш
ал реактивті қуатты
Реактивті қуатты өтемелеу – бұл тораптың өткізгіштік
қабілетін арттыратын, электр энергия және қуаттың
шығындарын азайтатын және де тораптағы кернеудің
режімін жақсартатын өтемелік қондырғыларды орнату.

7.

Реактивті
қуатты
өтемелеудің
техникаэкономикалық жағдайы дегеніміз ол – ЭЖЖ жұмысының ең
жақсы көрсеткішін қамтамасыз ететін шарттар. Олар негізгі
болып табылады:
1. Өтемелеудің көмегімен толық қуат пен ток төмендейді;
желілер мен трансформаторлардың өткізгіштік қасиеті артады;
жоба жасағанда өткізгіштердің қимасы мен транформаторлар
қуатын төмендетуге болады:

8.

2. Өтемелеу қондырғыларын орнатудың арқасында активті
және реактивті қуаттардың шығындары төмендейді:
3. Электр энергияның шығындары төмендейді:
4. Кернеу шығыны төмендейді:

9.

5. Активті қуат коэффициенті жоғарылайды:
Энергожүйелер өндірістік орындарын реактивті қуатпен толық
қамтамасыз ете алмайды. Сондықтан реактивті қуаттың
теңдігін сақтап қалу үшін энергожүйелерден өндіріс
орындары тұтынатын реактивті қуатты төмендететін бірнеше
шаралар қолданылады. Бұл шаралар негізінен екіге бөлінеді:
I – барлық жағдайларда тиімді болатын және арнайы
өтелмейтін құрылғыларды қажет етпейтін шаралар;
II - реактивті қуатты өндіретін арнайы өтемелегіш
қондырғыларды орнатуды қажет ететін шаралар.

10.

1. Реактивті қуатты тұтынуды төмендететін шаралар.
Электр қабылдағыштар тұтынатын реактивті қуаты төмендету
және қуат коэффициентін жоғарылату келесі шаралар арқылы
іске асырылуы мүмкін :
а) Жүктелуі 45%-дан аспайтын асинхронды қозғалтқыштардың
қоректену кернеуін орама сұлбаларын Δ-тан Y-ға ауыстыру
арқылы төмендету. Бұл кезде асинхронды қозғалтқыштардың
айналу моменті мен активті қуаты үш есе кемиді,
қозғалтқыштың жүктелуі және оның қуат коэффициенті
жоғарылайды, ал реактивті қуатты тұтыну төмендейді.
Мұндай ауысулар тек қозғалтқыштардың орамалардағы
кернеу 660/380В және тораптағы кернеу 380В болғанда ғана
орындалады;
б) технологиялық агрегаттардың жүктелуін арттыру,
технологиялық үрдістерді реттеу, жүктелуді арттыру және
электр қозғалтқыштарының жүктелу коэффициентін арттыру;

11.

1. Реактивті қуатты тұтынуды төмендететін шаралар.
в) асинхронды электрқозғалтқыштар мен дәнекерлеу
трансформатордың бос жүрісінің шектегіштерін орнату;
г) жүктелуі 30%-дан аз цехтік трансформаторларды өшіріп,
оның жүктемесін басқа трансформаторға ауыстыру арқылы;
д) жүктелуі аз, яғни Кз < 45% болатын АҚ-ң орнына қуаты аз
қозғалтқыштар орнату;
е) ескірген АҚ-ң орнына синхронды қозғалтқыштарды орнату
(QАД орнына - QСД пайда болады). Жаңадан орнатылатын
механизмдер үшін, яғни жылдамдықты реттеудің қажеті жоқ
және үздіксіз режімде жұмыс жасайтын (насос, компрессор,
желдеткіш) механизмдер үшін синхронды қозғалтқыштарды
пайдалану қажет.

12.

Электрмен жабдықтау жүйелеріндегі реактивті қуатты өтемелеу әдістері
Танымал әдістердің ішінде орталықтандырылған (жоғары және төмен
кернеу жағында), топтық, жеке және біріктірілген реактивті қуат
өтемақысы
ерекшеленеді,
ал
топтық
және/немесе
жеке
орталықтандырылған әдетте біріктірілген ретінде қолданылады.
Реактивті қуатты өтеу әдістері: а-Жоғары кернеу жағынан орталықтандырылған, б
– төмен кернеу жағынан орталықтандырылған, в – топтық (секциялық), г-жеке,
мұнда реактивті қуат ағындарынан жүктелген электр желілері штрихтік
белгілеумен көрсетілген.

13.

2.
Реактивті
жүктемелерге
арналған
өтемелегіш
қондырғылар
а) Электр станциялардың синхронды генераторлары.
Электр
станциялардың
немесе
энерготораптардың
мүмкіндігіне
байланысты генератор реактивті қуаттың
тұрақты қорек көздері болып табылады. Бұл кезде
энерготорап Qэ есептелетін қажетті tgφэ мәнін де береді:
мұндағы Qэ – энерготорап өндіретін реактивті қуат; ΣРр - өндіріс орнының
қосынды активті қуаты.
б) Синхронды қозғалтқыштар
АҚ қарағанда синхронды қозғалтқыштардың ең бірінші
артықшылығы - ол қоздыру тоғын өзгерту арқылы синхронды
қозғалтқыштардағы реактивті
қуаттың мәнін өзгертуге
болады. Қоздыру тоғының мәніне байланысты реактивті
қуатты торапқа жіберуге (асқын қоздырылғанда) және
тораптан тұтынуға (қоздырылмағанда) болады.

14.

2.
Реактивті
жүктемелерге
арналған
өтемелегіш
қондырғылар
Синхронды қозғалтқыштардың артықшылықтары:
білігінде пайдалы жүктемеге ие бола торапқа реактивті қуаты
орнатылған орнынан береді;
қоздырудың форсировкасын және беретін реактивті қуатты
кең шектерде реттеуді мүмкін етеді;
конденсаторларға қарағанда (Мвр=U) кернеу тербелісіне
тәуелділігі аз;
тораптың тұрақтылығын арттырады;
синхронды қозғалтқыштардың бағасы олар өндіретін
реактивті қуаттың шығындар формуласына кірмейді.
Синхронды қозғалтқыштардың кемшіліктері: активті қуаттың
меншікті шығыны анағұрлым жоғары 0,009÷0,054 кВт/квар
[9÷54 кВт/мвар].

15.

в) Ауалық және кабельдік желілер
Ауалық және кабельдік желілерде өндірілетін қуат желідегі
кернеуге және желі ұзындығына тура пропорционал:
бұл жерде l -желінің ұзындығы,км; U -желідегі кернеу,кВ; Q0-желідегі өндірілетін
реактивті қуаттың орташа мәні;квар/км;
-желідегі кернеулер қатынасы
г) Синхронды өтемелер (СК)
Синхронды өтемелер білігінде жүктемесі жоқ құрылысы
жеңілдетілген синхронды қозғалтқыштарға. Олар реактивті
өндіру режимінде де (синхронды өтемелегіштердің асқын
қоздырылуы кезінде) және оны тұтыну режимінде де
(жеткіліксіз қоздырылуы кезінде) жұмыс істей алады.

16.

Қазіргі уақытта ТМД (СНГ) өндірісі қуаты 5000-160000 кВА-ге
жететіндей синхронды өтемелегіштер дайындайды.
Реактивті қуат көзі ретінде қолданған кездегі синхронды
өтемелегіштердің артықшылықтары мыналар:
тораптағы кернеу төмендеген кезде синхронды өтемелегіштер
өндіретін қуат торапта арта береді, ондық реттеуші эффект;
өтемеленетін реактивті қуаты болу және автоматты реттеу
мүмкіндігі торап жұмысының тұрақтылығын жоғарылатады және
тораптың режимдік параметрлерін жақсартады;
синхронды
өтемелегіштердің
қысқа
тұйықталу
кезінде
орамаларының термиялық және электродинамикалық беріктігінің
жеткіліктілігі.
Синхронды өтемелегіштердің кемшіліктеріне жатады:
бағасының жоғары болуы;
іске қосудың қиындылығы және эксплуатацияның қиындауы;
жұмыс кезіндегі шуы;
активті қуаттың меншікті шығынының анағұрлығы жоғары болуы
(11-30 кВт/мвар).

17.

д) Статикалық конденсаторлар
Өндіріс орындарында реактивті қуатты өтемелеу үшін
қолданылатын негізгі құрал күштік конденсаторлар
батареялары болып табылады.
Конденсатор батареяларының артықшылықтары:
құрылысының қарапайымдылығы;
бағасының анағұрлым төмендігі;
материалдардың тапшылық еместігі;
активті қуаттың меншікті шығынының аздығы (ΔРБК=2÷4,5
кВт/Мвар).
Конденсатор батареясының кемшілігі:
торапқа беретін реактивті қуаттың біркелкі автоматты
реттелуінің болмауы ( тек сатылы реттелу қолданады);
өртке қауіптілігі;
қалдық зарядтардың бар болуы;
жоғарғы гармоника тоқтары мен аса жүктелу қауіптілігі;
берілетін реактивті қуат кернеудің квадратына тәуелді Q=U2

18.

д) Статикалық конденсаторлар
PSPE1- типті косинустық
конденсатор
К78-99 - типті конденсаторлар
AFC3 - типті конденсаторлар
DC - типті сүзгілі конденсаторлар

19.

д) Статикалық конденсаторлар
SPC-типті күштік конденсаторлар
FB3-типті сүзгілі конденсаторлар

20.

Конденсатор батареялары
БСК-типті конденсатор
батареялары
КРМФ-типті сүзгілі конденсатор
батареялары

21.

Конденсатор батареялары сұлбаларында, конденсаторға
параллель қосылатын арнайы активті және индуктивті
кедергілер қараластырады. Бұл кедергілер конденсаторлар
өшкеннен
кейін
разрядтау
үшін
қажет,
себебі
конденсаторлардың өздік разрядталуы өте баяу жүреді (3-5
минут).
Конденсатор батареяларының 380 В шинасына қосылу сұлбалары

22.

Конденсатор батареяларының кернеуі 6-10кВ шиналарға қосылу сұлбалары
Конденсаторлық қондырғылардың қуатының реттелуін 3 түрде орындауға болады:
қолмен, автоматты және диспетчерлік бөлімнен.
Сатылы реттеу (1-2-3 сатылар) Конденсатор батареяларының қуатын автоматты
реттеу әртүрлі принципке байланысты орындалады:
а) тәулік уақыты бойынша;
б) кернеудің мәні бойынша;
в) жүктеме тоғы бойынша;
г) реактивті қуаттың бағыты
бойынша;
д) кернеуді түзету арқылы тәулік уақыты бойынша.