Подбор установки компенсации реактивной мощности для промышленного предприятия по производству железобетонных изделий

Введение

На одном из Российских промышленных предприятий по производству железобетонных изделий был сформирован запрос на проведение мероприятий по компенсации реактивной мощности. Для возможности успешного внедрения установок и реализации проекта были проведены выездные замеры ПКЭ.  Ранее были закуплены и смонтированы типовые устройства компенсации реактивной мощности (КРМ) без учета параметров нагрузки. После непродолжительной эксплуатации указанных КРМ (0,4-250-25) возникли проблемы с периодическим выходом из строя конденсаторов и установка была выведена из эксплуатации. Для выяснения причин и поиска решений сложившейся проблемы были проведены замеры ПКЭ и анализ полученных данных. Замеры проводились на проблемном участке сети при нагрузке приближенной к максимальной. Измерения проводились с применением профессионального анализатора качества электроэнергии Hioki PQ-3100. По результатам измерений был составлен технический отчет с подбором параметров устройств компенсации.

Замеры ПКЭ

В результате замеров были получены динамические данные, позволяющие произвести выбор максимально подходящих под условия эксплуатации установок, рассмотрим один из точек замеров ПКЭ на графическом примере:

Рис. 1. Приведены графики изменения мощностей для данного участка сети.

 2. приведен график изменения коэффициента мощности на данном участке сети.

Таблица 1 Значения мощностей и cos(ф)

 

Таблица 2. Значения THDU

Рис. 4. график изменения суммарного коэффициента  гармонического искажения тока

Таблица 3. Значение THDI

Согласно таблице 1, среднее значения усредненного за период времени коэффициента мощности равно 0,88. А диапазон его значений изменяется от 0,23 до 0,92. При подобных значениях коэффициента мощности происходят существенные потери активной мощности на участке от счетчиков электроэнергии до нагрузки. Это означает, что счетчик фиксирует дополнительную активную мощность, которая рассеивается на сопротивлениях элементов сети, при протекании через них полного тока.
Анализ значений суммарных коэффициентов гармонических искажений тока и напряжения, представленных в табл. 2 и табл. 3, показал, что их значения выходят за допустимые рамки по ГОСТ 32144-2013. При этом зафиксированные значения этих коэффициентов превышают допустимые для конденсаторов (THDU <2,5% и THDI <25% ).

Данный факт говорит о несоответствии условий эксплуатации конденсаторов (по части гармоник тока и напряжения), а также предположительно наличие резонансного усиления гармоник.

Выбор установки

Расчет, согласно значениям активной и реактивной мощности, а так же cos(ф), показал, что для достижения нужного значения cos(ф) = 0,98 необходимо применение установки мощностью 100 квар.
В свою очередь анализ коэффициентов THDI и THDU указал на необходимость применения резонансных дросселей на каждой ступени для защиты конденсаторов от гармоник высших частот. После дальнейших расчетов вероятных резонансных частот контура «трансформатор – конденсатор» принята частота расстройки 189 Гц. По итогам расчета и анализа ПКЭ на данном участке сети была выбрана к применению установка КРМТФ-189-0,4-100-12,5 У3.

Заключение

Согласно полученным в ходе измерений данным и последующим расчетам параметров устройств компенсации, выявлено что изначально приобретенные установки являются неподходящими и не способны корректно компенсировать реактивную мощность при таких параметрах сети. Также из вышеприведенного следует, что незначительная экономия на замерах ПКЭ до внедрения компенсации реактивной мощности на выходе дает значительные затраты связанные с устранением неполадок и итоговой замены устройств компенсации на более подходящие.