Л а б о р а т о р н а я р а б о т а №8
КОНДЕНСАТОРНАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ КОМПЕНСАЦИИ РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ
Цель работы: изучение методов компенсации реактивной мощности и ее влияния на технико-экономические показатели работы электропередачи; исследование работы автоматического регулятора реактивной мощности.
Общие сведения
Промышленные предприятия наряду с активной потребляют и значительную реактивную мощность (РМ). Основным ее потребителем (до 60 %) являются асинхронные двигатели. Перетоки РМ увеличивают потери в магистральных и распределительных сетях, требуют повышения установленной мощности трансформаторов и генераторов, приводят к нестабильности напряжения. Все это снижает технико-экономические показатели работы энергосистем.
Для уменьшения ущерба потребление РМ строго нормируется. Согласно "Правилам пользования электрической и тепловой энергией" потребителям устанавливаются энергосистемой экономически обоснованные значения РМ в часы максимальной и минимальной нагрузки. При перерасходе РМ к тарифам на электроэнергию вводятся надбавки, а при выполнении норм -скидки.
Для снижения потребления РМ на предприятиях устанавливаются компенсирующие устройства. Наиболее широко применяют батареи конденсаторов. Конденсаторные установки отличаются высокой надежностью, простотой монтажа и эксплуатации, широким диапазоном мощностей и относительно невысокой стоимостью. КПД у них значительно выше, чем у синхронных компенсаторов и двигателей.
Для экономичного использования конденсаторные установки (КУ) должны состоять из двух частей - нерегулируемой, необходимой для компенсации РМ при минимуме нагрузки, и регулируемой, которая меняется по мере изменения нагрузки.
Для автоматического включения и отключения конденсаторных ступеней применяют регуляторы, которые могут работать в функции тока нагрузки, характера нагрузки, фазового угла, уровня напряжения в сети, времени суток и т.д.
Промышленность выпускает комплексные конденсаторные установки (ККУ) для компенсации реактивной мощности в сетях 380 В 50 Гц. Например, установки УКВН-0,38 имеют от 2 до 6 ступеней регулирования и РМ от 100 до 300 кВАр. Они снабжаются устройством автоматического управления типа АРКОН, которое работает в функции напряжения сети. При снижении напряжения в сети АРКОН с выдержкой времени дает сигнал на включение конденсаторов, а при повышении напряжения - на их отключение.
Кроме отечественных в СССР широко применяются ККУ, поставляемые ГДР и ПНР. Установки фирмы VЕВ выпускаются на РМ от 140 до 960 кВАр с числом ступеней регулирования 6-12 из конденсаторов по 20 и 40 кВАр. Они снабжаются электронным блоком автоматического включения ступеней, который работает в функции реактивного тока или cosφ.
Лабораторный
стенд представляет модель конденсаторной установки для компенсации реактивной
мощности. Он имеет 6 ступеней регулирования ёмкости. Ступени могут включаться
вручную или автоматически с помощью электронного блока управления, который работает
в функции фазового угла между током и напряжением на нагрузке. Его структурная
схема показана на рис. 8.1.
Рис.8.1
На вход измерительного блока 1 поступают напряжения со вторичной обмотки трансформатора тока ТТ и со вторичной обмотки трансформатора напряжений ТН. Начальная установка фаз производится с помощью RС- цепи. Транзисторные ключи из синусоидальных напряжений формируют прямоугольные импульсы равной амплитуды и частоты, которые поступают на фазовый детектор, построенный на триггерах (рис.8.2). При совпадении фронтов
Рис.8.2
импульсов на выходах D -триггеров Т1 и Т2 устанавливается одновременно высокий уровень, и элемент 2И-НЕ, подавая низкий уровень на R-входы, переводит триггеры в состояние Q1 =Q2=0.
Оба транзистора VТ2 и VТЗ находятся в одинаковых условиях (R6 = R7) и на выходе усилителя Uвых = Еn/2. Если импульс U1 запаздывает по отношению к UU, то высокий уровень появится на Q 2 и удержится на нем до прихода U1. Высокий уровень с Q2 поступает на VT1. Он открывается и открывает VТ2. Конденсатор С заряжается и Uвых растет пропорционально разности фаз UU и U1. При опережении U1импульса UUоткрывается VТЗ и Uвых становится меньше Еn/2.
Выходное напряжение с измерительного блока подается на входы двух триггеров Шмидта, которые играют роль пороговых элементов (2). Один из них настроен на срабатывание при минимальной угле φ (например, φ= 0°) и выдает сигнал на отключение конденсаторной ступени. Второй триггер срабатывает при максимально -допустимом угле φи выдает сигнал на включение конденсаторов. При промежуточном значении угла сигналы отсутствуют на обоих выходах.
С пороговых элементов сигналы попадают на реверсивный счетчик 3 одновременно с импульсами от генератора тактовых импульсов 4. Частота тактовых импульсов выбрана порядка I имп/мин, что позволяет отстроить схему от срабатывания при случайных кратковременных бросках нагрузки, например, при пуске крупных асинхронных двигателей.
При наличии сигнала "Включить" на выходе порогового элемента и при поступлении тактового импульса счетчик увеличивает число, записанное в нем, на 1, а пересчетная схема 5 выдает сигнал на включение очередной конденсаторной ступени. Схема пересчетного устройства приведена на рис 8.3.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.
