Компенсация реактивной мощности трансформаторов

Анонс: Компенсация реактивной мощности трансформаторов в сетях объектов. Расчет потери реактивной мощности в трансформаторе. Расчет максимальной реактивной мощности, которую можно передать через трансформаторы.

Потери мощности в трансформаторах тока, напряжения, автотрансформаторах электрической сети объекта находятся в интервале от 12% до 35% и в целом:

  • компенсация реактивной мощности трансформаторов в составе оборудования, устройств, приборов, систем осуществляется в рамках мероприятий по повышению коэффициента мощности cos фи, в том числе средствами и способами централизованной, групповой, индивидуальной или гибридной (комбинированной) компенсации (см. более подробно о средствах и способах компенсации реактивной мощности в этом материале);
  • компенсация реактивной мощности трансформаторов понижающих ТП или КТП, РП осуществляется подключением дополнительных конденсаторных батарей, компенсирующих конденсаторов, установок, как правило, по стороне низшего напряжения, а расчет потребности в генерации реактивной энергии выполняют с учетом экономически оправданного объема реактивной мощности, который целесообразно передать в сеть со стороны высшего напряжения без наращивания числа и/или мощности трансформаторов.

Расчет потери реактивной мощности в трансформаторе.

Суммарные потери реактивной мощности силового трансформатора формируют:

  • реактивная мощность намагничивания магнитопровода холостого хода Q0 = Qхх = Sн*Iхх/100, где Sн – номинальная мощность трансформатора (см. расчет мощности трансформатора в этом материале), Iхх – ток холостого хода в % по паспортным данным или справочнику;
  • реактивная мощность полей рассеяния Qр = Sнз²*Uкз/100, где Uкз – напряжение короткого замыкания в %, Кз – коэффициент загрузки, который определяется отношением полной мощности загрузки трансформатора к его номинальной мощности Sп/Sт.

Суммарные потери реактивной мощности трансформатора Qпт = Sн*Iхх/100 + Sнз²*Uкз/100 = Sн*Iхх/100 + Кз²*Uкз/100).

Расчет максимальной реактивной мощности, которую можно передать через трансформаторы.

Без увеличения числа и/или мощности трансформаторов из питающей сети высшего напряжения можно передать

Где N – число трансформаторов, Рр – активная мощность нагрузки в сети низшего напряжения, ΔРm – потери активной мощности в трансформаторах

или по упрощенной формуле ∆Рm = 0,02*Sп;

Тогда, если:

Qmax > Qпт, то возможна компенсация реактивной мощности по стороне высшего напряжения;

Справка: Компенсация реактивной мощности силовых трансформаторов по стороне высшего напряжения, что позволяет поднять коэффициент мощности самого трансформатора и, соответственно, увеличить коэффициент полезного действия. Так, коэффициент полезного действия трансформатора

η = Рmax/(Рmax + Рхх + Ркз),

где максимальная активная мощность, получаемая нагрузкой по низшей стороне, Рmax = Sп*cos(φ). Тогда коэффициент полезного действия

η = Sп*cos(φ)/( Sп*cos(φ) + Рхх + Ркз), т.е. при повышении cos фи увеличивается и коэффициент полезного действия трансформатора.

Вместе с тем, такой способ компенсации используется достаточно редко из-за:

  • увеличения загрузки трансформатора и рисков перекомпенсации с генерацией реактивной мощности в питающую сеть;
  • типового расположения коммерческого учета электроэнергии по стороне низшего напряжения.

Кроме того, коэффициент загрузки трансформатора в нормальном (Кзнр = Sп/(N*Sн)) и аварийном (Кзар = 2*Кзнр) режимах должен отвечать требованиям ГОСТ 14209-85 (и ГОСТ Р 52719-2007), а Кзнр – находится в пределах рекомендуемых норм для трансформаторов ТП с различными нагрузками (см. таблицу ниже).


Таблица. Рекомендуемые коэффициенты загрузки трансформаторов при различных нагрузках и условиях работы.
Характер нагрузки и вид подстанции или РП Коэффициент загрузки Кз
При преобладании нагрузок I категории на двухтрансформаторных подстанциях 0,65
При преобладании нагрузки II категории на однотрансформаторных ТП и взаимном резервировании трансформаторов по связи вторичного напряжения 0,8
При преобладании нагрузок II категории и при наличии складского резерва трансформаторов, а также при нагрузке III категории 0,9 - 0,93

Qmax ˂ Qпт, то нужна компенсация реактивной мощности по стороне низшего напряжения, а мощность подбираемой конденсаторной установки или батареи не должна превышать

Qбк ≤ Qнагр – Qmax,

где Qнагр – максимальная реактивная мощность, потребляемая нагрузкой по стороне низшего напряжения в часы пик.

В этом материале не рассмотрены проблемы из-за резонанса в контуре из индуктивности трансформатора и емкости конденсаторной батареи, необходимость и целесообразность установки пассивных и/или активных фильтров гармоник для нивелирования рисков перегрева конденсаторов, генерации реактивной мощности в питающую сеть и т.д. Такие вопросы, в том числе связанные с компенсацией реактивной мощности трансформаторов должны решаться индивидуально по результатам энергоаудита сети с конкретными загрузками определенного характера.


Если голосом проще!
Менеджеры готовы принять заявку. Телефоны:
+7(495) 783-56-30
(многоканальный)
+7(985) 126-22-21
(WhatsApp)
Если проще написать!
В заявке укажите какая продукция Вас интересует.
Оставить заявку

Ждем Вас в гости!
Согласуйте время и приезжайте в наши офисы для получения технических консультаций
перейти к контактам