Dziś jest środa, 23 październik 2019 r.
Energoelektronika.pl na stronach Facebook REKLAMA MAPA SERWISU KONTAKT
Strona główna Załóż konto Artykuły branżowe Katalog firm Seminaria FAQ Kalendarium Słownik Oferta
Wyszukaj
1USD 3.8473 +0.17% 1EUR 4.2778 -0.03% 1GBP 4.9449 -0.51%
Zaloguj się
Login (adres e-mail):
Haslo:
  Rejestracja
  Zapomniałem hasła
Reklama

Aktualności
Cykl szkoleń z zakresu programowania sterowników SIMATIC S7-300, S7-1200
więcej
Siemensa buduje fabrykę dla Przemysłu 4.0 w Polsce
więcej
Nowy cykl szkoleń praktycznych związanych z programowaniem sterowników marki Siemens
więcej
Przyszłość sektora motoryzacji w Polsce ? raport Banku Pekao S.A.
więcej

Zobacz archiwum

Kalendarium
23 październik 2019
LUMENexpo Targi Techniki Świetlnej  
więcej
29 październik 2019
73. edycja Seminarium dla Służb Utrzymania Ruchu  
więcej
Newsletter
Jeżeli chcesz otrzymywać aktualne informacje o wydarzeniach w branży.
Podaj e-mail do subskrypcji:


Artykuły branżowe
5 październik 2015.

Kompensacja mocy biernej w stacjach rozdzielczych WN/SN

Kompensacja mocy biernej w stacjach rozdzielczych WN/SN

Dla dystrybutorów energii elektrycznej, stacje rozdzielcze WN/SN stanowią podstawowy punkt systemu rozdziału energii, której wartość stanowi wypadkową poborów mocy zarówno czynnej, jak i biernej przez wszystkie zasilane odbiory. W związku z tym, nawet w przypadku zastosowania u poszczególnych odbiorców układów kompensacyjnych, moc bierna w stacji może osiągać wysokie wartości, przy jednoczesnej dużej zmienności (niski pobór w godzinach pozaszczytowych, wysoki w szczytach).

Przepływ mocy biernej, a co za tym idzie zwiększony przepływ prądu przez elementy systemu, związany jest z szeregiem negatywnych następstw:

  • zwiększone straty mocy i energii czynnej,
  • zwiększone spadki napięć w liniach zasilających i transformatorach,
  • konieczność instalowania urządzeń i aparatów o większych mocach i prądach znamionowych (transformatory, łączniki i in.),
  • opłaty za energiębierną.

Problemy te znane są od lat i w celu poprawy współczynnika mocy, a co za tym idzie ograniczenia tych zjawisk, zazwyczaj dla każdej sekcji stacji rozdzielczej instalowane są nieregulowane baterie kondensatorów średnich napięć, włączone na stałe bądź załączanie i wyłączane ręcznie poprzez wyłącznik w polu zasilającym.

Takie rozwiązanie nie zapewnia jednakże skutecznej kompensacji z wielu powodów:

  • brak dostosowywania mocy biernej urządzenia kompensacyjnego do zapotrzebowania sieci,
  • w przypadku braku regulacji ręcznej, mogą występować okresy przekompensowania (oddawania do sieci mocy biernej pojemnościowej),
  • w przypadku ręcznego odłączania baterii w okresach obniżonego zapotrzebowania - skrócenie żywotności wyłącznika,
  • w przypadku występowania w sieci wyższych harmonicznych prądów i napięć(szczególnie w rejonach uprzemysłowionych i miejskich) - możliwość wystąpienia zjawisk rezonansowych bądźwyższe niżznamionowe wartości prądu wypadkowego.

W ostatnich latach, szczególny nacisk kładzie sięna poszanowanie energii oraz ograniczenie jej zużycia. W związku z tym, poszukiwane są bardziej efektywne sposoby kompensacji mocy biernej, zaś dobór mocy urządzeń kompensacyjnych poprzedza wnikliwa analiza.

Analizy zazwyczaj przeprowadza się na podstawie wyników systemu monitoringu co najmniej z okresu roku. Poniżej przedstawiono analizę dla jednej ze stacji 110/20kV w oparciu o dane z jednego tygodnia.


Rys.1. Przebieg poboru mocy czynnej i biernej w przeciągu tygodnia w przykładowej stacji 110/20kV


Rys.2. Współczynnik mocy biernej


Rys.3. Zapotrzebowanie mocy biernej do współczynnika mocy biernej tgφ=0,2

Tabela 1. Zestawienie efektów zastosowania różnego rodzaju urządzeń kompensacyjnych

Rodzaj urządzenia kompensacyjnego Energia czynna pobrana MWh Energia bierna pobrana MVArh Energia bierna oddana MVArh Przypadki wsp.
mocy tg powyżej 0,2 -
ilościowo
Przypadki wsp.
mocy tg powyżej 0,2 - procentowo
Przypadki przekom- pensowania Ograniczenie energii biernej pobranej
Bez baterii 1,4443 3 209 0 80 47,6% 0 0%
stała 300kVar 2 705 0 64 38,1% 0 15,7%
stała 450kVar 2 453 6 55 32,7% 1 23,5%
stała 600kVar 2 209 84 45 26,8% 7 31,1%
stała 900kVar 1 738 411 27 16,1% 20 45,8%
stała 1200kVar 1 334 1 414 10 6,0% 46 58,4%
aut. reg.
450/225kVar
2 455 0 55 32,7% 0 23,5%
aut. reg.
675/225kVar
2 097 0 42 25,0% 0 34,6%
aut. reg.
450/450kVar
2 457 0 55 32,7% 0 23,4%
aut. reg.
900/450kVar
1 791 0 27 16,1% 0 44,2%
aut. reg.
1350/450kVar
1 314 0 5 3,0% 0 59,0%
aut. reg.
900/900kVar
1 877 0 27 16,1% 0 41,5%
aut. reg.
1800/900kVar
1 139 0 0 0,0% 0 64,5%

Jak widać z przedstawionej tabeli, baterie nieregulowane nie są rozwiązaniem efektywnym, zaś optymalnym sposobem kompensacji w punkcie o tak zmiennym poborze mocy biernej jest zastosowanie urządzeń automatycznie regulowanych.
Jednakże, dla napięć znamionowych stacji rozdzielczych (15kV, 20kV) brak jest na rynku odpowiedniej do tego zastosowania aparatury łączeniowej - jest ona kosztowna a jej żywotnośćograniczona.

Rozwiązaniem, które łączy w sobie elastyczne dostosowanie mocy biernej kompensatora do chwilowego zapotrzebowania sieci oraz zalety aparatury niskonapięciowej są transformatorowe filtry pasywne.
W rozwiązaniu tym, człon kondensatorowy składa sięz transformatora obniżającego oraz baterii kondensatorów. Parametry reaktancyjne obu elementów dobrane sątak, aby tworzyćukład filtra 5-tej harmonicznej.

Schemat filtra transformatorowego

Kompensator z łącznikami stykowymi Kompensator z łącznikami tyrystorowymi
STN- moc znamionowa transformatora
UGN- napięcie górne transformatora
UDN-napięcie dolne transformatora
Uz- napięcie zwarcia transformatora
QBN- znamionowa moc zainstalowanych kondensatorów nn
UBN- napięcie znamionowe baterii nn

Zastosowanie kondensatorów oraz aparatury łączeniowej niskiego napięcia zapewnia wszystkie związane z tym aspekty:

  • wydłużoną żywotność aparatury łączeniowej (do 100.000 operacji w przypadku łączników stykowych, praktycznie nieograniczona liczba operacji w przypadku łączników tyrystorowych),
  • szybki czas rozładowania (50V w przeciągu 1 minuty), bez konieczności stosowania dodatkowych urządzeńrozładowczych,
  • niższe koszty instalacji i eksploatacji.
Dodatkowo, filtry transformatorowe w wykonaniu z łącznikami tyrystorowymi charakteryzująsię:
  • nadążnym dostosowaniem mocy systemu do chwilowego zapotrzebowania na moc bierną pojemnościową (w przeciągu 14-20ms),
  • brakiem stanów nieustalonych przy załączaniu członów kondensatorowych,
  • redukcją do minimum zjawiska przekompensowania,
  • ograniczaniem spadków napięć oraz flikeringu.
Bezpieczeństwo pracy filtrów zapewnione jest przez szereg zabezpieczeń (nadnapięciowe, przeciążeniowe, zwarciowe).

Podstawowe parametry techniczne

Moc znamionowa: do 16MVar
Napięcie znamionowe: 6,3; 10,5; 15,75; 21; 24; 36kV (inne na zamówienie)
Stopień regulacji: 225...900kVar
Częstotliwość: 50Hz (na zamówienie 60Hz)
Klasa temperaturowa: -25/B -25°C...+45°C lub -25/D -25°C...+55°C
Dopuszczalne napięcia robocze: 1,10U N 12h/dobę
1,15U N 0,5h/dobę
1,20U N 5 minut
1,30U N 1 minuta
Straty mocy czynnej kondensatorów: ≤0,15W/kVar
Urządzenia rozładowcze: rozładowanie do 50V w czasie 1 minuty


Filtr transformatorowy 20kV z łącznikami stykowymi
Źródło: Elma energia
O nas  ::  Regulamin  ::  Polityka prywatności (Cookies)  ::  Reklama  ::  Mapa stron  ::  FAQ  ::  Kontakt
Ciekawe linki: www.klimatyzacja.pl  |  www.strony.energoelektronika.pl  |  promienniki podczerwieni
Copyright © Energoelektronika.pl