Содержание
Батареи статических конденсаторов 6-220 кВ. Эффективное управление реактивной мощностью и уровнем напряжения. | Публикации
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).
Номинальное напряжение (линейное) UНОМ, кВ | 6 | 10 | 20 | 35 | 110 | 220 | 330 | 500 | 750 | 1 150 |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Наибольшее рабочее напряжение (линейное), кВ | 7,2 | 12 | 24 | 40,5 | 126 | 242 | 363 | 525 | 787 | 1 200 |
Превышение наибольшего рабочего напряжения над номинальным напряжением, % | 20 | 20 | 20 | 15 | 15 | 10 | 10 | 5 | 5 | 5 |
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 КРМ | Мощность |
---|---|
КРМ 0,4—0,66 кВ | 50—2000 кВАр |
БСК 6—10 кВ | 5—50 МВАр |
БСК 35 кВ | 10—50 МВАр |
БСК 110 кВ | 20—60 МВАр |
БСК 220 кВ | 52—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, МВАр | 104 |
Напряжение, кВ | 220 |
Частота, Гц | 50 |
Номинальный ток, А | 272,9 |
Емкость, мкФ | 6,84 (одного конденсатора 27,37) 0..+5% |
Окружающая температура | от -50 до +50°С |
Относительная влажность, % | до 90 |
Высота над уровнем моря, м | до 1000 |
Защита | Предохранители, встроенные в конденсаторы. Несбалансированный ток (ТФЗМ-220) – 3 шт. Токоограничивающие реакторы – 3 шт. |
Количество стоек | 3 |
Вес, кг | 22 200 |
Габариты Д × Ш × В, мм | 16 500 × 1 970 × 9 200 |
Габариты Д × Ш × В, мм | 22 500 × 22 500 (по ограждению) |
Соединение: — последовательных групп — параллельных блоков — последовательных групп | 16 2 2 |
Всего конденсаторов | 192 |
Режим работы нейтрали | Глухозаземленная нейтраль |
Конструкция | Модульная, 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 |
Конденсаторы | Однофазные 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».
Защита и автоматика БСК 6(10) кВ
Батарея статических конденсаторов (БСК) предназначена для компенсации реактивной мощности в сети. Иногда БСК обозначается как устройство компенсации реактивной мощности (УКРМ), что по-сути одно и то же.
Среди защит и автоматики БСК 6(10) кВ есть интересные функции. Давайте их рассмотрим.
Защита от перегрузки
Зачем защищать БСК от перегрузки, если она изготавливается строго определенной мощности и сама выдает ее в сеть?
Здесь имеется ввиду перегрузка токами высших гармоник, которые могут превышать ток промышленной частоты, 50 Гц. Откуда берутся эти токи?
Все просто, БСК — это большая емкость, а распределительная сеть, в которой она устанавливается, имеет активно-индуктивный характер (основная нагрузка сети — это двигатели). БСК и сеть создают колебательный контур, в котором возможен резонанс. Происходит он на определенной частоте, которая может не совпадать с 50 Гц.
Обычная цифровая защита измеряет только токи основной частоты, фильтруя высшие гармоники. Это делается для точности и стабильности работы алгоритмов. В этом случае защита может не устранить существующую перегрузку БСК из-за того, что просто не увидит ее.
Для защиты БСК от перегрузки токами высших гармоник применяется специальный алгоритм, который имеет большую полосу пропускания по частоте (до 12-20 гармоники).
Защита от повышения напряжения (ЗПН)
БСК 6(10) кВ может иметь различную внутреннюю конструкцию. Обычно в ней имеется множество конденсаторов на низкое напряжение, соединенные последовательно. После эти цепочки включаются параллельно для увеличения мощности. Далее группы цепочек собираются в треугольник или звезду для организации трехфазной системы.
Так вот, если самые маленькие конденсаторы при аварии могут оказаться под напряжением более 110% от номинала, то вся БСК оснащается защитой от повышения напряжения с действием на отключение. Защита работает с выдержкой времени.
Считайте, что ЗПН обязательна потому, что на стадии проектирования сложно разобраться с тонкостями конструкции БСК. Легче установить защиту.
Блокировка от включения на неразряженные конденсаторы
Когда вы отключаете большую емкость, то на ней длительное время остается напряжение. Это происходит всегда, независимо от причины отключения (от защит, от автоматики или вручную).
Если вы попробуете включить неразряженный конденсатор в сеть, то напряжение сети (текущая полуволна) может совпасть по знаку с оставшимся напряжением на БСК. При этом произойдет перенапряжение, со значением до 2*Uном. Это плохо.
Для того, чтобы это избежать делают блокировку включения выключателя БСК на время не менее 5 минут, чтобы конденсаторы успели разрядиться через встроенные резисторы.
Интересно, что данную блокировку часто не предусматривают в алгоритмах цифровых терминалов РЗА, что заставляет реализовывать ее в гибкой логике. Это не всегда удобно.
Защита минимального напряжения (ЗМН)
Защита выполняет те же функции блокировки от включения на неразряженные конденсаторы, только при АВР. В этом случае, после исчезновения напряжения, питание на секцию будет подано через СВ, что терминал защит БСК контролировать не может.
Для того, чтобы исключить перенапряжения нужно отключать БСК после исчезновения напряжения на секции.
Автоматика управления БСК
В современных проектах чаще всего применяют регулируемые БСК, которые изменяют мощность в зависимости от режима сети.
Конструктивно это выглядит как сборки конденсаторов определенной мощности, которые подключаются к сети через силовые контакторы. Контакторы управляются специальными регулятором реактивной мощности. Все эти элементы обычно устанавливаются в контейнер, который и является БСК. БСК подключается к подстанции через выключатель, который осуществляет защиту всей установки от КЗ, перегрузки, повышения напряжения и т.д.
Регулятор управляет выдаваемой БСК мощностью путем измерения на подстанции cos(fi) нагрузки или непосредственно реактивной мощности. Для этого он измеряет напряжение на шинах и ток через ввод. Регулятор является цифровым устройством, аналогичным терминалу релейной защиты.
Также стоит отметить, что регулятор обычно дублирует часть защит терминала, например, защиту от повышения напряжения.
В следующий раз мы рассмотрим защиту и автоматику дугогасящего реактора 6(10) кВ
На рисунке
- Терминал защиты и автоматики БСК 6(10) кВ типа БМРЗ-152-БСК.
Разработчик ООО «НТЦ «Механотроника», www.mtrele.ru
БМРЗ-152-БСК содержит все перечисленные в статье защиты
- Регулятор реактивной мощности типа DCRJ.
Разработчик компания «Lovato Electric». www.lovatoelectric.ru
Энергия | BISMARCK State College
- Academics
- Программа Fast Track (двойная кредитная/ранняя вход)
- Программа Fast Track (PrenticeShip)
- Все программы и степени
- Библиотека
- Campus Connection Help
- Campus Connection.
- Тестирование
- Репетиторство
- Календарь и сроки
- Регистрация
- Отзыв/сдача
- Перезаказ диплома
- Подготовка к выпуску
- Обратный перевод
777
- Прием
- Оплата за колледж
- Финансовая помощь
- Студенческая жизнь
- Варианты жилья
- Питание
- Участие
- Студенческий союз
- BSC Aquatic & Wellness Center
- Мистик консультирования и консультирование (MACC)
- Успех студентов
- Доступ к студентам
- Health and Safe
- Сообщить о проблеме
- О
- MyBSC
показать больше- Классная доска
- Связь с кампусом
- Электронная почта
- Помощь при входе
- Ресурсы для
- О NECE
- Энергетические программы
- Промышленные ресурсы
- Применить
- Посетите
- Подарить
- Поиск
| Энергия
Поиск
Национальный энергетический центр передового опыта
Подать заявку
Посетить
MyBSC
- Blackboard
- Связь с кампусом
- Электронная почта
- Помощь при входе
Ресурсы для
- Текущие студенты
- Родители и семьи
- Взрослые студенты
- Энергия
- Кибербезопасность
- Военный
- Непрерывное образование
- Преподаватели и сотрудники
- Выпускники и Фонд
- Политехнический
- Здоровье и безопасность
- Политики и процедуры
Дать
Поиск
- О NECE
- Энергетические программы
- Промышленные ресурсы
ОБНОВЛЕНИЯ И ИНФОРМАЦИЯ BSC COVID
Свяжитесь с нами0007 - Энергетический менеджмент (BAS)
- Энергосервис и техник по возобновляемым источникам энергии
- Сертификат правил охраны окружающей среды и техники безопасности
- Промышленная автоматизация
- Контрольно-измерительные приборы и технологии управления
- Линейный рабочий (электротехника)
- Мехатроника Технологии технического обслуживания 900s
- Технологии ядерной энергетики
- Технологии добычи нефти
- Технологии производства электроэнергии
- Технологические процессы
- Технологии водоснабжения и водоотведения
Отраслевые ресурсы
ГИБКОЕ, ЭКОНОМИЧНОЕ
Отраслевые ресурсы
Гибкое обучение на месте, в кампусе или онлайн, которое можно настроить в соответствии с вашими потребностями и требованиями.
Подбор персонала
Доступ к анимации и симуляциям
Курсы NERC CEH
Курсы Smart Grid
Ученичество и обучение
Кредитные курсы как обучение
Заработать кредит в колледже для существующих знаний
Профессиональное развитие вод и сточных вод
Energy. закрытие 9-11 ноября в связи с метели0140
10.17.2022
BSC для участия в карьере и ярмарке работы для учащих Энергетическая конференция
10.06.2022
просмотреть больше новостей
Энергетические события
Конференция руководителей ACTE региона V
Среда,
апреля
12,
2023
посмотреть все события
академический календарь
14 декабря — 1,75% пени за просрочку платежа, рассчитанные для всех остатков на 30 дней после даты платежа.
17 декабря — зимние каникулы — занятий нет
12 декабря. Начните покупать учебники — чеком, наличными или кредитной картой.
25 декабря – отмечается Рождество — BSC закрыт
просмотреть полный академический календарь
Обратитесь в NECE
701. 224.5651 или 1.800.852.5685
[email protected]
Связь с NECE
Ютуб
Политика в области энергетики и устойчивого развития Степень бакалавра (BS) Онлайн
Как подать заявкуЗапросить информацию
В этом разделе
Краткое изложение программы
Развивайте сильные научные, деловые и аналитические навыки, учась проводить критический анализ политики управления энергопотреблением и устойчивого развития и ее воздействия на окружающую среду в этой онлайн-программе на получение степени.
Как применить
Подать заявку
Маршировать
15
с 15 мая
Как подать заявку
Расходы и финансовая помощь
120
Кредиты
620 долл. США/664 долл. США
за кредит
Расходы и финансовая помощь
Признанные на национальном уровне
Наши степени бакалавра высоко оцениваются в U.S. News & World Report.
Бакалавр наук в области энергетики и политики в области устойчивого развития
Современное общество сталкивается с проблемой — и возможностью — сбалансировать глобальный спрос на энергию с доступностью. Достижение этой цели, оставаясь в экологических границах планеты, является критически важной задачей. Степень бакалавра наук в области политики в области энергетики и устойчивого развития (ESP) может подготовить вас к карьере в быстро развивающемся секторе политики в области энергетики и устойчивого развития, особенно там, где требуются сильные научные, деловые и аналитические навыки.
Будучи студентом программы, вы можете:
- приобрести многогранные знания (социальные, экономические и технические) об использовании как традиционных, так и возобновляемых источников энергии и их экологических последствиях
- получить ценные аналитические и коммуникативные навыки
- развивать сильные навыки сотрудничества, необходимые для облегчения взаимодействия заинтересованных сторон по вопросам, связанным с энергетикой, устойчивостью и соответствующей политикой
- развивать этические и лидерские навыки, необходимые для преодоления сложностей управления энергетикой и устойчивым развитием
После окончания программы вы можете работать с различными организациями, группами защиты интересов, коммерческими фирмами или регулирующими органами над проектами, связанными с разработкой энергетических проектов; планирование, анализ и реализация энергетической политики; инициативы по энергоэффективности и сокращению отходов; экологические оценки; соответствие нормативным требованиям; связь с заинтересованными сторонами; и более.
The Penn State Difference
Программа ESP в Пенсильванском университете — одна из немногих онлайн-программ в стране, которая посвящена политике в области энергетики и устойчивого развития. Наша программа является всеобъемлющей и охватывает все виды энергии, а политика является связующим звеном программы.
Помимо привития строгой этики устойчивого развития, мы интегрируем в программу международную перспективу, чтобы вы могли получить знания о международных, социальных, культурных и политических аспектах энергетики и устойчивого развития в глобальном масштабе.
Ваша онлайн-программа бакалавриата наук
Эта междисциплинарная программа, разработанная отраслевыми экспертами и академическими лидерами в этой области, объединяет курсовую работу по источникам энергии, использованию и последствиям; принципы и практика устойчивого развития; и разработка и анализ политики. Будучи студентом, вы также получите знания в других соответствующих областях, включая области науки, анализа, управления и лидерства. Те студенты, которые стремятся проводить критический анализ управления энергопотреблением и его воздействия на окружающую среду, найдут эту степень особенно полезной.
Степень, отвечающая вашим потребностям: B.S. или Б.А.
Программы бакалавриата наук и бакалавра гуманитарных наук в области энергетики и устойчивого развития представляют собой программы со 120 кредитами, с одинаковыми требованиями к общему образованию и одинаковыми предписанными курсами. В Б.С. программы студенты выбирают дополнительную курсовую работу по направлениям, тесно связанным с основным. В бакалавриате Программа направлена на то, чтобы студенты могли выбрать иностранный язык и пройти вспомогательную курсовую работу по мировой культуре и гуманитарным наукам. При выборе программы, которая лучше всего соответствует индивидуальным потребностям, учащимся рекомендуется учитывать личные интересы и сильные стороны, профессиональные устремления и планы обучения в аспирантуре. Для тех, у кого есть предыдущий опыт обучения, применимость более ранней курсовой работы к требованиям степени также может быть рассмотрена.