Страница 6

Компенсация реактивной мощности индуктивного характера
Реактивная мощность индуктивного характера присутствует в большинстве электроустановок, и при необходимости ее компенсации обычно используют конденсаторы. Это простое и дешевое решение, однако при работе с быстро изменяющимися нагрузками возникают сложности в его реализации [3]. В ряде случаев это критично.
Например, на рис. 13 показаны графики активной и реактивной мощности при пуске стартера газоперекачивающего агрегата на КС через тиристорное устройство плавного пуска (УПП). При номинальной мощности двигателя стартера 450 кВт (0,4 кВ) активная мощность в переходном процессе достигает 500 кВт (черная линия на рис. 13). Реактивная мощность при этом существенно больше и превышает 2000 квар (красная линия на рис. 13). Таким образом, как при прямом пуске электродвигателя, так и при включении через УПП, полный ток в переходном режиме определяется в основном реактивной мощностью индуктивного характера.
На сборных шинах 0,4 кВ блочной комплектной трансформаторной подстанции (БКТП) предусмотрены конденсаторные установки, однако быстродействия контакторов недостаточно для включения требуемого количества ступеней компенсации. При пуске стартера от одного трансформатора БКТП мощностью 1250 кВА срабатывает токовая защита автоматического выключателя и секция обесточивается. В текущей ситуации приходится на время работы стартера замыкать секционный выключатель 0,4 кВ, запускать газоперекачивающий агрегат от двух параллельно работающих трансформаторов, и затем восстанавливать нормальную схему электроснабжения.
В подобных ситуациях применение активных фильтров позволяет скомпенсировать реактивную мощность в переходных режимах и избежать рисков срабатывания защит.
Второй серьезный недостаток конденсаторных установок – низкая надежность при работе в цепях с несинусоидальным напряжением. Возникает перегрев токами высших гармоник конденсаторов, коммутирующих аппаратов и дросселей (при их наличии в составе комплектной конденсаторной установки). Кроме того, на частотах гармоник определенных порядков могут возникать резонансные явления, резко ухудшающие качество электрической энергии на объекте. Так, на КС «Пикалево» (ввод Т-2, комплектная трансформаторная подстанция КТП-3) при поочередном подключении ступеней компенсации конденсаторной установки (рис. 14) наблюдается резонанс на частоте гармоники 11-го порядка (рис. 15).

Рис. 8. Изменение реактивной мощности на вводе Q2 с работающей вдольтрассовой воздушной линией электропередачи при включении активных фильтров

Рис. 9. Изменение реактивной мощности на вводе генератора электростанции собственных нужд ЭСН-1 в режиме «Автономный» при отключении и повторном включении вдольтрассовой воздушной линии электропередачи (активные фильтры постоянно включены)