Компенсация реактивной мощности, на примере реальных измерений.

[jordaned]

Буду делиться своим опытом, с 2017 года профильно занимаюсь этим направлением и аудитом показателей качества электроэнергии.

1.Конденсаторные без дросселей...Вы уверены, что они разгрузят трансформатор?

[Alexey_T]

Вопрос от аматора специалисту.
Возможна ли компенсация потерь реактива в трансформаторе, путем перекомпенсации на стороне НН силового трансформатора? Практикуются ли подобные вещи и насколько это безопасно с точке зрения резонанса напряжений?

[jordaned]

Даже начал заниматься этим вопросом, пару месяцев назад. Просили расчитать постоянные ступени конденсаторов для компенсации холостого хода трансформаторов. Главная проблема-это снова гармоники.Устанавливать конденсаторы без реакторов в наших условиях-однозначно не рекомендую, кроме того, что они сами выходят из строя, искажения,которые они будут вносить и потери, с ними связанные будут больше,чем экономия.Если устанавливать блоки компенсации холостого хода с реакторами-это значительно увеличивает срок окупаемости.Поэтому пока приостановил эти решения.Необходимо еще иметь в виду,что потребление трансформатора также очень сильно зависит от нагрузки. Например для тр-ра 1000 кВА ХХ-16 кВАр,0,5-31 кВАр,1-74 кВАр. Устанавливать фиксированную ступень можно только на холостой ход, то есть 15 кВАр.
 Если есть существующие КУ с реакторами, тогда можно настроить перекомпенсацию и получить дополнительную экономию.При этом искажения не должны возрасти.Упростить эту задачу могут контроллеры,у которых можно задавать целевое значение в кВАр, а не через косинус.Также, есть контроллеры с компенсацией потерь напряжения при увеличении нагрузки, они также могут позволить более точно  компенсировать реактив, учитывая загрузку трансформатора.
Теперь рассмотрим, что будет, при перекомпенсации с использованием обычной КУ без реакторов.Типовой трансформатор 1000 кВА.Резонансная частота для 11 гармоники-около 150 кВАр, для 7-й гармоники-около 350 кВАр.Таким образом мы с большой долей вероятности при перекомпенсации можем попасть на резонанс 7-й гармоники(в 11-ю точно будем периодически попадать).
Поэтому, использовать КУ без реакторов-однозначно не рекомендую.

[jordaned]

Вот еще информация на основе реальных измерений.
Влияние компенсации реактивной мощности на напряжение:

[Alexey_T]

"Резонансная частота для 11 гармоники-около 150 кВАр, для 7-й гармоники-около 350 кВАр.Таким образом мы с большой долей вероятности при перекомпенсации можем попасть на резонанс 7-й гармоники(в 11-ю точно будем периодически попадать)."

Вы наверное слишком сильно перескочили .... я понимаю что резонансная радиальная частота связана с индуктивностью и емкостью, но все же учился давно, будьте добры формулы приведите, а то я не успеваю за полетом мысли.

[jordaned]

Во многих руководствах по компенсации эта формула приводится:

[Makros]

Вот еще информация на основе реальных измерений.
Влияние компенсации реактивной мощности на напряжение:

А как будут меняться показатели при связке КУ с UPS? или источник питания не имеет разницы?

[jordaned]

Если есть возможность(ИБП не загружен полностью),однозначно лучше отключать КУ при работе ИБП.
1.Сами ИБП имеют встроенный модуль коррекции реактивной мощности, поэтому в большинстве режимов косинус по входу изменяется от 0,8 до 1.При этом, в режиме  не полной загрузки он имеет емкостной характер(генерация реактива).
2.На выходе ИБП-инвертор, также как и в преобразователях частоты, для ПЧ однозначно есть запрет на подключение конденсаторов к выходу.Для ИБП ситуация,конечно получше, частота фиксирована и форма кривой почище,но все равно высокочастотные составляющие проходят в сеть и могут взаимодействовать с емкостной нагрузкой.Кроме того, сейчас появляются "модные фичи" у ИБП, такие-как уменьшение гармоник в сети.По сути ИБП заставляют работать в режиме активного фильтра.В таком случае однозначно запрет на подключение КУ.
3.Подключение конденсатора обычным контактором(даже оборудованым токоограничивающим резистором) приводит к серьезным всплескам перенапряжения, которые могут привести к сбою в работе ИБП.
4.Если же все таки есть необходимость разгрузить ИБП по входу(например питание охлаждения ЦОД), можно рекомендовать местную компенсацию, которая подключается совместно с компрессором, имеет защитный дроссель, а также тиристорный ключ(для уменьшения выбросов перенапряжения).
5.Наиболее правильное решение-проведение измерений на выходе ИБП и уже на основе этого-выбор решения.

[jordaned]

Добавлю еще один отчет, после замены обычных КУ(без дросселей) на быстродействующие с дросселями 7%.
Кроме снижения гармоник и температуры трансформаторов, также значительно снизились просадки напряжения, при пуске мощных двигателей: