Несимметрия реактивной мощности в системе электроснабжения ферросплавного производства
Дипломная работа - Физика
Другие дипломы по предмету Физика
сирующих устройств.
Конденсаторы - специальные емкости, предназначенные для выработки реактивной мощности. По своему действию они эквивалентны перевозбужденному синхронному компенсатору и могут работать лишь как генераторы реактивной мощности. Мощность конденсаторов в одном элементе составляет 10 - 75 квар. Из этих элементов собирают батареи требуемой мощности. Обычно батареи конденсаторов включают в сеть трехфазного тока по схеме треугольника. При отключении конденсаторов необходимо, чтобы запасенная в них энергия разряжалась автоматически без участия дежурного персонала на активное сопротивление, присоединенное к батарее наглухо (рис. 2.2). Значение его должно быть таким, чтобы при отключении не возникало перенапряжений на зажимах конденсаторов.
Конденсаторы по сравнению с другими источниками реактивной мощности обладают рядом преимуществ:
малые потери активной мощности (0,0025 - 0,005 кВт/квар);
простота эксплуатации (ввиду отсутствия вращающихся и трущихся частей);
простота производства монтажных работ (малый вес, отсутствие фундаментов);
для установки конденсаторов может быть использовано любое сухое помещение.
Среди недостатков конденсаторов следует заметить зависимость генерируемой мощности ими реактивной мощности от напряжения, малый срок службы (8 - 10 лет) и недостаточную прочность (особенно при коротких замыканиях и напряжениях выше номинального), ступенчатость регулирования при выдаче реактивной мощности и невозможность ее изменения, чувствительность к искажениям питающего напряжения.
Синхронные компенсаторы представляют собой синхронные двигатели облегченной конструкции без нагрузки на валу. Они могут работать как в режиме генерирования реактивной мощности, так и в режиме ее потребления. К достоинствам синхронных компенсаторов как источников реактивной мощности относятся: положительный регулирующий эффект, заключающийся в том, что при уменьшении напряжения в сети генерируемая мощность компенсатора увеличивается; возможность плавного и автоматического регулирования генерируемой реактивной мощности, что повышает устойчивость режимов работы системы и улучшает режимные параметры сети; достаточная термическая и электродинамическая стойкость обмоток компенсаторов во время короткого замыкания, возможность восстановления поврежденных синхронных компенсаторов путем проведения ремонтных работ. К недостаткам синхронных компенсаторов относятся удорожание и усложнение эксплуатации (по сравнению, например, с батареями конденсаторов) и значительный шум во время работы. Потери активной мощности в синхронных компенсаторах при их полной загрузке довольно значительны и в зависимости от номинальной мощности находятся в пределах 0,011 - 0,03 кВт/квар.
Рис. 2.1. Однолинейные принципиальные схемы статических компенсирующих устройств
Рис. 2.2. Схема включения батареи статических конденсаторов
Для компенсации реактивной мощности руднотермических печей могут применяться следующие методы: прямой, косвенный и комбинированный [29].
Сущность прямого метода компенсации состоит в том, что изменения реактивной нагрузки непосредственно компенсируется за счет генерации реактивной мощности в параллельно подключенных источниках реактивной мощности - статических или вращающихся компенсаторах. При этом регулируемые статические компенсаторы могут быть в виде: батареи конденсаторов, коммутируемой выключателями; батареи конденсаторов с регулируемыми трансформаторами (рис. 2.3, элемент а); батареи конденсаторов с тиристорными переключателями (рис. 2.3, элемент б).
Устройства первого вида для питания руднотермических печей широкого применения не получили ввиду отсутствия возможности быстрого и плавного регулирования мощности батареи конденсаторов. В устройствах второго вида имеется возможность реагировать на быстрые изменения реактивной мощности руднотермических печей и компенсировать колебания напряжения, возникающие с частотой до 8 Гц, при этом возможно пофазное регулирование. К недостаткам схемы относятся генерирование высших гармоник и большие удельные потери. Основными преимуществами третьего устройства являются: высокое быстродействие, возможность пофазного регулирования, отсутствие переходных процессов, осуществление генерации гармоник, достаточная плавность регулирования, определяемая лишь размером каждой ступени батареи конденсаторов.
Сущность косвенного метода заключается в том, что в зависимости от изменения реактивной нагрузки электропечной установки регулируется потребление реактивной мощности управляемым реактором. Регулирование осуществляется таким образом, что суммарная реактивная мощность, потребляемая из сети электропечью и регулируемым реактором, остается почти неизменной и непосредственно компенсируется параллельно включенной нерегулируемой батареей конденсаторов. Существует несколько схем статических компенсаторов, работающих по косвенному методу компенсации: схема с управляемыми насыщающимся реактором и параллельно включенными батареями конденсаторов; схема с тиристорным переключением реакторов и параллельно включенными батареями конденсаторов; схема с тиристорным управлением током, протекающим через реактор и параллельно включенной батареей конденсаторов.
Рис. 2.3. Схема прямой компенсации реактивной мощности руднотермической печи
Первая схема служит для улучшения коэфф