Статические генераторы реактивной мощности (СГРМ) также известные как мгновенные бесступенчатые (динамические) компенсаторы реактивной мощности, являются оптимальным решением проблем качества электроэнергии, вызванных низким коэффициентом мощности и потреблением реактивной мощности, для широкого спектра сегментов и приложений.
Это современный, гибкий, компактный, модульный, высокопроизводительные и экономически эффективные решения, которые обеспечивают мгновенный и эффективный ответ на проблемы качества электроэнергии в системах низкого и высокого напряжения. Они обеспечивают более длительный срок службы оборудования, более высокую надежность процесса, улучшенную емкость и стабильность энергосистемы и снижают потери энергии, что соответствует самым строгим стандартам качества электроэнергии и сетевым кодексам.
Низкий коэффициент мощности увеличивает потери активной энергии в установках и влияет на их стабильность. Обычно он вызывается индуктивными или емкостными нагрузками, которым для нормальной работы требуется дополнительная реактивная мощность. СГРМ обеспечивает компенсацию индуктивной или емкостной реактивной мощности в режиме реального времени. Быстрое время отклика обеспечивает стабильную и точную коррекцию коэффициента мощности без недостатков традиционных решений, таких как конденсаторные батареи, антирезонансные дроссели и тиристоры.
Современный контроллер, пользовательский интерфейс с сенсорным экраном и модульный технический дизайн объединяются в быстрое, надежное и компактное устройство, простое в эксплуатации и соответствующее стандартным протоколам связи. Принцип построения является модульным, что означает, что несколько модулей могут быть подключены параллельно для увеличения общей установленной мощности системы.
Проблемы:
Штрафы за большие потребление реактивной мощности (повышенные тарифы);
Повышение потерь в трансформаторах и линиях;
Снижение нагрузочной способности (отдаваемой активной мощности) трансформаторов, приводящее к их перегрузке и перегреву;
Колебания напряжения и фликер;
Перегрузка компонентов цепи, создающий риск перегрева и даже пожара.
Решение с СГРМ:
Снижение общего энергопотребления и суммы к оплате;
Исключение штрафов за низкие коэффициент мощности и более выгодные тарифы;
При нормальных условиях эксплуатации (общепромышленная нагрузка) требуемая мощность компенсации составляет порядка 15-30% мощности питающего трансформатора;
При особых условиях эксплуатации (прокатные станы, установки точечной контактной сварки и др.) потребуется расчет необходимой мощности компенсации;
Шаг 2: Выбор мощности модуля СГРМ и подбор оптимального состава оборудования
Шаг 2: Выбор индуктивности реактора (традиционный способ)
Без реактора: В данном случае для компенсации используются только конденсаторы, что ограничивает область возможных применений. Большинство «чисто емкостных» схем компенсации используется в распределительных системах, питающих бытовые нагрузки;
5.7%: Компенсация с ограниченным фильтрующим эффектом (5-я гармоника) для некоторых специфических потребителей, например, для смесителей резиновой массы в химической промышленности.
7%: Только компенсация (с подавлением резонанса на 5-й гармонике) для промышленных объектов, на которых основную часть нагрузки составляют преобразователи частоты (например, электроприводы систем вентиляции и кондиционирования);
14%: Только компенсация (с подавлением резонанса на 3-й гармонике) в системах с доминированием однофазных нагрузок (строительная индустрия, сварочные цеха автозаводов);
Шаг 3: Определение мощности ступеней регулирования
Чем меньше шаг изменения реактивной мощности, тем выше точность компенсации и стоимость установки. Здесь необходим разумный компромисс между ценой и занимаемой оборудованием площадью;
Основные типоразмеры – 25, 50 и 100 квар. Рекомендуется использовать комбинации из исполнений на 25 и 50 квар;
Прочие типоразмеры 12.5, 15 и 30 квар;
Шаг 4: Выбор коммутационных аппаратов
Контактор: максимальная мощность цепи, для которой оправдано использование контактора, составляет 62 квар;
Тиристорный ключ: 30 квар, 50 квар;
Принцип действия СГРМ
Три режима работы
Изображение 1 (Режим работы СГРМ)
Режим холостого хода
СГРМ не отдает и не потребляет энергию
Емкостной режим работы
СГРМ непрерывно отдает реактивную мощность
Индуктивный режим работы
СГРМ непрерывно потребляет реактивную мощность
Электрические характеристики
Номинальное напряжение
220-480 В ±15%
Тип сети
3х фазная 4х проводная / 3х фазная 3х проводная
Номинальная частота
50 / 60 Гц ±5%
Режимы компенсации
Компенсация реактивной мощности
Симметрирование 3х фазной нагрузки
Традиционное переключение конденсаторов КРМ
Целевой коэффициент мощности
Регулируется от -1,0 до +1,0
Остаточная несимметрия при симметрировании 3х фазной нагрузки
≤ 5% (подавление обратной и нулевой последовательностей
Типы компенсируемой реактивной мощности
Компенсация реактивной мощности как индуктивного, так и емкостного характера
Производительность при 3х фазном дисбалансе
≤ 5% (при условии достаточности мощности)
Симметрирование 3х фазной нагрузки
По обратной и нулевой последовательности
Суммарное время реакции
≤ 5 мс
Начальное время реакции
≤ 50 мкс
Тепловыделение
≤ 2,5 от номинальной мощности СГРМ
Ограничение выходного тока
Автоматическое (100% номинальной мощности)
Частота модуляции
25,6 кГц
Управление
Человеко-машинный интерфейс (ЧМИ)
7" ЧМИ (сенсорный и цветной ЖК-дисплей)
Топология
Трехуровневый инвертор (IGBT)
Алгоритм управления
Адаптивный алгоритм с использованием «интеллектуального» БПФ
Ядро системы управления
DSP + FPGA
Связь с АСУТП
Оптоволокно или витая пара
Протокол связи
Modbus по RS-485/CAN, мобильное приложение
Конструктивное исполнение
Степень защиты модуля
IP 20
Способ охлаждения
Принудительная вентиляция с регулируемой скоростью вращения вентилятора
Уровень шума модуля
< 60 дБ (< 45 дБ при работе на низкой скорости)
Защита от перегрузок
Аппаратная, программная
Условия окружающей среды
Температура
от -20 до +55 ℃
Относительная влажность
Не более 95%, без конденсации
Высота над уровнем моря
≤ 2000 м при номинальной мощности; со снижением мощности при высоте свыше 2000 м (на 1% на каждые 100 м)
