Автор Тема: Компенсация реактивной мощности в сетях 0,4kV.  (Прочитано 1757 раз)

AlexZhuk

  • Администратор
  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 1461
  • Карма: +145/-1
  • Модератор
    • Просмотр профиля
Цитировать
но хотелось бы детали...цифры..на сколько повысится напряжение в цифрах...
У меня таких данных, к сожалению, нет. Да и дело в том, что в современных УКРМ подобные вещи полностью исключены, так что сомневаюсь, что кто-то реально сталкивался с этой проблемой.
Фильмы об электротехнике и не только:
www.youtube.com\АлексЖукПрофи

engineer_

  • Новичок
  • *
  • Сообщений: 20
  • Карма: +0/-0
    • Просмотр профиля
Да и дело в том, что в современных УКРМ подобные вещи полностью исключены, так что сомневаюсь, что кто-то реально сталкивался с этой проблемой.

мы сталкивались с такой проблемой, я не присутствовал лично, но что слышал...
есть компенсация на 11kV, суммарная мощность 15 000kvar (7 ступеней) (там на линия два вводных выключателя, от двух трансформаторов, и в PFC ток идет через суммирующий трансформатор),
и как я понял было реально перенапряжение и выбили вводные автоматы...
к сожалению я не знаю что реально произошло, сколько ступеней было реально активировано и сколько емкостной емкости было выкинуто в сеть (перекомпенсации), но такой прецедент был.
Возможно, контроллер настроен неправильно, и при незагруженной сети он включает минимальную ступень, а ее емкостная мощность гораздо больше чем реактивная мощность незагруженной сети...
понимаю что рассказываю чего сам не видел...но такое имело место быть...

engineer_

  • Новичок
  • *
  • Сообщений: 20
  • Карма: +0/-0
    • Просмотр профиля
#3 Вопрос. Зависимость Коэффициент мощности  на высокой и низкой стороне трансформатора

как зависит коэффициент мощности на высокой и низкой стороне трансформатора,
например, есть трансформатор 11/0,4kV. Сейчас PF = 0.8 (на низкой стороне), если мы поставим компенсацию на низкой стороне и поднимем PF (Power factor) до 1 на низкой стороне...
при таких условиях каким будет PF на высокой стороне трансформатора? понимаю что у трансформатора есть потери в меди, намагничивание и собственный PF трансформатора (в зависимости от нагрузки)...
но как-то грубо можно прикинуть?

на предприятии коммерческий электросчетчик установлен на высокой стороне и трафы приходят как раз из-за низкого PF на высокой стороне...рассматриваем вариант компенсации на высокой или низкой стороне...чтобы не платить штрафы.

на PFC 0,4kV сделал небольшой эксперимент...при отсутствии нагрузки. (потребление индуктивного реактива было около 10kvar)
выкинул в сеть 300kvar (емкости), напряжение изменилось с 394 до 398 вольт, т.е. примерно на 4-5 вольта.
думаю существенно повышение напряжение имеет место только при большой мощности PFC, например как описывал выше на линии 11kV при 15 000 kvar.
на низковольтных линиях 0,4kV "наверное" это не актуально.

в качестве эксперимента...
я записал измеренные значения для трансформатор 11/0,4kV, 2000kVA, In (pr) 105, при загрузке ~ на 25%.
на высокой стороне значения взяты с реле защиты REF542, На низкой стороне с power meter Siemens PAC3200.
из измерений следует что коэффициент мощности приблизительно одинаковый на первичной и вторичной стороне трансформатора, и если я правильно предпологаю, то повысив коэффициент мощности на низкой стороне мы "неизбежно" повысим его и на вторичной, причем они будут ~ одинаковые.

Что думаете на этот счет?



« Последнее редактирование: 01 Апрель 2020, 11:13:36 от engineer_ »

AlexZhuk

  • Администратор
  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 1461
  • Карма: +145/-1
  • Модератор
    • Просмотр профиля
Цитировать
понимаю что у трансформатора есть потери в меди, намагничивание и собственный PF трансформатора (в зависимости от нагрузки)...
но как-то грубо можно прикинуть?
Правильно понимаете. При полной компенсации на стороне НН по ВН останется та реактивная мощность, которая создает поток намагничивания для самого трансформатора. Это какие-то проценты. Плюс: эта величина будет изменяться в зависимости от коэффициента загрузки трансформатора.
Подробности: "Трансформаторы и реактивная мощность"
Но мне кажется, что это - сущие копейки. Что подтверждают ваши измерения REF-ом и Sименсом. Разница лежит за гранью их точности измерений.
« Последнее редактирование: 01 Апрель 2020, 13:39:52 от AlexZhuk »
Фильмы об электротехнике и не только:
www.youtube.com\АлексЖукПрофи

engineer_

  • Новичок
  • *
  • Сообщений: 20
  • Карма: +0/-0
    • Просмотр профиля
Перекомпенсация, зависимость тока, наряжения?

В качестве эксперимента на реальной подстанции 0,4 кВ я провел опыт, принудительно сделал перекоменсацию,
на ненагруженной подстанции (основное оборудование было остановлено),

до компенсации:

U (L-L) = 395 V
I (L1) = 39 A
P=22kW,
Q = 12kvar (ind) (индуктивный характер)
cos = 0.9 (ind)

перекомпенсация + 300kvar (принудительно включил конденсаторы суммарной емкостью 300kvar = 6 ступеней по 50 kvar):

U (L-L) = 399 V
I (L1) = 425 A
P=22kW (активная мощность не изменилась, как была 22kW так и осталась)
Q = 297 kvar (cap) (емкостной характер)
cos = 0.07 (cap) (емкостной характер, практически 0 !!!)

Не могли бы Вы прокомментировать мои выводы из этого опыта?
Напряжение повысилось на 4 вольта (399-395=4В), получается что "значительно" повышение напряжения при перекомпенсации на линиях 0,4кВ практически не реально (нужна слишком большая емкостная мощность), вот в линиях высокого напряжения это "наверное" возможно...
я описывал выше нашу установку на 11кВ мощностью 15 000kvar, интересно если на ненагруженную сеть "случайно" выкинуть 15 000kvar на сколько поднимется напряжение на линии 11kV?

Ток
ток повысился на 386A (с 39 до 425A), тут интересный вопрос что это за ток? это суммарный ток активной и реактивный (емкостной) составляющей, все токи с плюсом...
или активный ток с плюсом а реактивны с минусом и получаем разницу этих токов?
ток меряется на трансформаторе тока после вводного выключателя?

Мощность
куда идет эта избыточная мощность (емкость), в трансформатор? и что дальше сквозь трансформатор 11/0,4kV на линию высокого напряжения?
перекомпенсация это как бы генерация в сеть?

AlexZhuk

  • Администратор
  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 1461
  • Карма: +145/-1
  • Модератор
    • Просмотр профиля
Ответ на вопрос на поверхности. Надо было для полноты картины еще ток установки компенсации измерить, и стало бы ясно, что весь "лишний" ток пошел на конденсаторы. В режиме нормальной компенсации он циркулирует по сети, компенсируя мощность индуктивную. А поскольку при перекомпенсации ему деваться некуда - он пошел в сеть, со словами: "может, там я нужнее?".
Что подтверждается измерениями реактивной мощности.
Насчет косинуса странно, это вы по Sименсу смотрели? Тут сразу резонный вопрос, с желанием посмотреть его паспортные данные: он умеет измерять косинус в емкостном крадранте?
А вообще интересный эксперимент. Нечасто такую ценную информацию встретишь.
Фильмы об электротехнике и не только:
www.youtube.com\АлексЖукПрофи

engineer_

  • Новичок
  • *
  • Сообщений: 20
  • Карма: +0/-0
    • Просмотр профиля
Надо было для полноты картины еще ток установки компенсации измерить, и стало бы ясно, что весь "лишний" ток пошел на конденсаторы.
Вы имеете ввиду ток на вводном автомате в установке компенсации? если да, то это не реально, установка подключена шинами к общей системе,
проектировалась сразу с системой, от шин идут рубильники с предохранителями на контакторы для конденсаторов, это разве что токовые клещи на каждую ступень ставить (а их 7 ступеней) и суммировать, вообщем в нашем случае не реально.


Насчет косинуса странно, это вы по Sименсу смотрели? Тут сразу резонный вопрос, с желанием посмотреть его паспортные данные:он умеет измерять косинус в емкостном крадранте?
измерения были записаны с прибора UMG 96S - Janitza (детальные фото прикреплены)
этот прибор может измерять
Cosphi = capacitive and inductive.

правильно ли я понял что избыточная мощность пошла обратно в трансформатор и прошла сквозь него на высокую сторону?





AlexZhuk

  • Администратор
  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 1461
  • Карма: +145/-1
  • Модератор
    • Просмотр профиля
Цитировать
правильно ли я понял что избыточная мощность пошла обратно в трансформатор и прошла сквозь него на высокую сторону?
С моей точки зрения - да.
Фильмы об электротехнике и не только:
www.youtube.com\АлексЖукПрофи

Alex

  • Пользователь
  • **
  • Сообщений: 94
  • Карма: +12/-8
    • Просмотр профиля
Мощность
куда идет эта избыточная мощность (емкость), в трансформатор? и что дальше сквозь трансформатор 11/0,4kV на линию высокого напряжения?
перекомпенсация это как бы генерация в сеть?
Не только перекомпенсация, а вообще любая реактивность в нагрузке - это всегда генерация реактивной мощности в сеть. Возможно вас сбивает с толку оч. популярное (в т.ч. у хозяина этого ресурса :) ) и настолько же безграмотное понятие "потребление реактивной мощности". Реактивная мощность не может потребляться в принципе по неодолимой причине, и похоже просто успевающие по физике школьники знают это лучше, чем наши доблестные энергетики. :)

engineer_

  • Новичок
  • *
  • Сообщений: 20
  • Карма: +0/-0
    • Просмотр профиля
# Компенсация реактивной мощности - Разгрузить трансформатор – Подключить дополнительную нагрузку!

Предлагаю вместе порассуждать над такой задачкой:

Есть трансформатор 11/0,4kV/2500kVA/I sec. 3608  от него запитана НКУ
При максимальной нагрузке имеем
U (L-L), A  = 390V
I (L1), A = 2901A
P, kW = 1870
Q, kvar = 652
S, kva = 1980  (т.е. у трансформатора осталось 2500kVa – 1980kVA = 520kVA резервной мощности)
Cos = 0,944
Эта нагрузка в течении примерно 2 часов, потом нагрузка падает до
P, kW = 1350
Cos = 0,9
и работает около 3 часов, потом опять два часа на максимальной нагрузке.

Теперь нам нужно к этому же трансформатору подключить мотор  (старт мотора – плавный пуск).
400V/600kW/988A/cos 0,91 (загружен будет на 100%)
 (сейчас от этой НКУ уже запитано все три мотора, только сейчас в работе 2 и один резервный, а стоит задача запустить все три, такая попытка уже делалась, но выбивал вводной автомат (вводной автомат на 4 000A)).

Получаем что активная мощность увеличится с 1870 + 600 = 2470kW,  если мы для этой активной мощности обеспечим cos = 0.99
То требуемая полная мощность составит 2470/0.99 = 2495kva, т.е. трансформатор будет загружен на 100%, в течении времени пика (2 часов).
И по причине что я указал пиковые значения, реально как видно на тренде мощность даже на пике плавает и этот максимум длится в течении 2 часов, потом нагрузка падает., т.е.
Имеем цико
187kW/cos 0,94 – 2 часа
Потом опускаемся до
1350kW/cos 0,9 – 3 часа
И потом опять подъем на
187kW/cos 0,94 – 2 часа



Давайте рассмотрим возможность использования компенсации реактивной мощности, чтобы разгрузить силовой трансформатор с целью подключить дополнительную нагрузку!
Первая проблема у нас уже высокий cos = 0,94 !! (от НКУ запитано несколько мощных нагревателей (суммарная мощность 1000kW), и два мощных  мотора 600kW/cos 0,91 (который загружены на 100%).

Давайте рассчитаем требуемую реактивную мощность для нашего случая:
 - потребляемая активная мощность 1870+600=2470KW
- текущий cos =,94 (tg 0.36)
- требуемый (желаемый) cos = 0,99 (tg 0,14)


Получаем необходимую мощность
Q=P* (tg1-tg2)= 2470* (0.36-0.14)=2470*0.22=544 kVAr

В принципе у нас уже есть два шкафа компенсации по 300kvar каждый (правда установлены в двух других НКУ),
Есть идея перенести эти две компенсации (суммарно получится 600kvar) и подключить к нашей НКУ.
Как думаете получится разгрузить транс для подключения еще одного мотора? Не опасно для транса? (в комнате трансформатора есть принудительная вентиляция),
Еще не стоит забывать что при пуске моторы имеют пусковой ток 4xIn (четыре номинала ограничивает плавный пуск) =  988*4=3 952A.

В общем такие мысли…что думаете???



engineer_

  • Новичок
  • *
  • Сообщений: 20
  • Карма: +0/-0
    • Просмотр профиля
увеличения напряжения при установке конденсатора

меня очень интересует вопрос на сколько может подняться напряжение при использовании компенсации...конкретных цифр, формул так и не получилось найти...
но в статье
https://khomovelectro.ru/articles/kompensatsiya-reaktivnoy-moshchnosti-i-korrektsiya-koeffitsienta-moshchnosti.html
есть формула:

Приблизительное значение увеличения напряжения при установке конденсатора:
увеличения напряжения



по этой формуле для нашего случая будем иметь
KV Azs = 2000KVA (мощность трансформатора)/6.5% (импеданс) = ~ 308
увеличение напряжения = 300kvar (суммарная мощность батарей)/308 = ~1V т.е. по этой формуле увеличение напряжения составит всего 1В (при подключении к сети всех батарей),
но на практике (опыт я описывал выше) увеличение напряжения больше, в нашем случае получилось около 4В, а по формуле всего 1В.

получается что эта формула не корректная?

« Последнее редактирование: 04 Апрель 2020, 16:46:43 от engineer_ »

engineer_

  • Новичок
  • *
  • Сообщений: 20
  • Карма: +0/-0
    • Просмотр профиля
АУ!!! Есть кто???
никто не комментирует два последних сообщения  :'( :'( :'(

AlexZhuk

  • Администратор
  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 1461
  • Карма: +145/-1
  • Модератор
    • Просмотр профиля
Туго у меня с расчетами. А народу тут немного, видимо - остальным тоже считать реактив не приходилось.
Фильмы об электротехнике и не только:
www.youtube.com\АлексЖукПрофи

engineer_

  • Новичок
  • *
  • Сообщений: 20
  • Карма: +0/-0
    • Просмотр профиля
Какой регулятор (контроллер) Вы используете? Модель-производитель.
Мы например, используем
MR, BLR-CX
Schneider-Electric, Varlogic NRC12
Janitza, Prophi 6R

вопрос по мощности ступеней?
у нас есть устанвока 600kVAR ей управляет контроллер с 6 выходами,
компоновка по ступеням такая

STEP [1]: 1x 50kVar (4x12,5kVAR)
STEP [2]: 1x 50kVar (4x12,5kVAR)
STEP [3]: 2x 50kVar (2x 4x12,5kVAR)
STEP [4]: 2x 50kVar (2x 4x12,5kVAR)
STEP [5]: 2x 50kVar (2x 4x12,5kVAR)
STEP [6]: 4x 50kVar (2x 4x12,5kVAR)

т.е. реально у нас каждая ступень 50kVAR но так как контроллер только с 6 выходами, то в некоторых случаях контроллер коммутирует сразу несколько ступеней.
например 4 чтобы получить 200kVAR.

сейчас мы планируем сделать точно такую же установку но с новым контроллером, у нового контроллера 12 выходов.
как думаете как лучше поступить оставить старую компоновку и использовать только 6 выходов из 12
или подключить все выхода и сделать одинаковые ступени по 50kVAR.
Думаю что более гибко использовать все 12 выходов.

понятно что при настройке контроллера указывается мощность каждой ступени и контроллер понимает как скомбинировать выхода чтобы получить требуемую емкость для компенсации.
« Последнее редактирование: 29 Апрель 2020, 14:11:19 от engineer_ »

AlexZhuk

  • Администратор
  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 1461
  • Карма: +145/-1
  • Модератор
    • Просмотр профиля
Получится разбросать ступени по 12 выходам - можно и так. А если нет - то и зачем?
Хотя, можно оставить и 6, если к процессу регулирования нет претензий.
Фильмы об электротехнике и не только:
www.youtube.com\АлексЖукПрофи