Конденсаторная установка для сельской распределительной сети 0,4 кВ: особенности построения

Компенсация реактивной мощности на базе конденсаторной установки, подключенной к сельской распределительной сети 0,4 кВ, при использовании неспециализированных контакторов сопровождается возникновением больших пусковых токов конденсаторов. К тому же установка проводниковой связи с трансформаторами тока нагрузки требует конструкционной доработки конденсаторной установки. С целью устранения указанных недостатков предлагается использовать батарею конденсаторов, управляемую реле времени и защищаемую от пусковых токов тремя RL-контурами. «Включение-отключение» батареи конденсаторов при этом должно производиться внутренним сигналом конденсаторной установки, задающим временной интервал «Включено-выключено». С помощью математической модели, а также трехфазной физической модели мощностью 1,2 квар изучалось поведение переходных и установившихся токов при различных значениях параметров RL-контуров. Исходными неизменными параметрами модели являлись реактивные сопротивления конденсаторов и катушек индуктивности. Номинальная величина тока фазы батареи конденсаторов составляла 2,14 А. Переменными параметрами были величины активных сопротивлений RL-контуров, принимавших значения 0, 10, 20, 30 и ∞. Изучалась осциллограмма стационарного и переходного тока. В результате установлено, с целью соответствия батареи конденсаторов критерию использования автоматических выключателей и контакторов сети 0,4 кВ, что величина сопротивления резистора RL-контура каждой фазы трехфазной батареи конденсаторов должна десятикратно превышать реактивное сопротивление токоограничивающей катушки RL-контура и быть в 5 раз меньше величины реактивного сопротивления силового конденсатора фазы батареи конденсаторов. В сельских электрических сетях 0,4 кВ для компенсации реактивной мощности можно установить одиночную конденсаторную установку мощностью 25 квар с простым автономным управлением. Несколько конденсаторных установок могут компенсировать реактивные нагрузки 50 и 75 квар.

1. Кондратюк М.И. Компенсация реактивной мощности в сетях 0,4 кВ // Моя профессиональная карьера. 2021. Т. 1, № 20. С. 54 57. EDN: XHZOZR

2. Корепанова О.Ю. Компенсация реактивной мощности в электросетях АПК и оценка энергосбережения // Главный энергетик. 2014. № 2. С. 33 39. EDN: SBXLAV

3. Богдан А.В., Перекопский К.В. Определение мощности одноступенчатой конденсаторной установки // Механизация и электрификация сельского хозяйства. 2007. № 8. С. 30 31. EDN: IAYELH

4. Бирюлин В.И., Куделина Д.В., Брежнев И.В. Исследование проблем качества электроэнергии в сетях напряжением 0,4 кВ // Известия высших учебных заведений. Проблемы энергетики. 2022. Т. 24, № 2. С. 72 85. https://doi.org/10.30724/1998-9903-2022-24-2-73-86

5. Nisja I., Zoni M. Study of capacitor bank switching transient in distribution network. MATEC Web of Conferences. 2018;248:02004. https://doi.org/10.1051/matecconf/201824802004

6. Савиных В.В., Тропин В.В. Условия токовой коммутации при подключении силового конденсатора к электрической сети // Известия высших учебных заведений. Электромеханика. 2011. № 1. С. 67 70. EDN: NQSRNR

7. Устройство для компенсации реактивной мощности: а.с. SU1515254 A1, МПК H02J 3/18 / Н.И. Джус; № 4215574; заявл. 27.02.1987; опубл. 15.10.1989, Бюл. № 38. EDN: HOYNBO

8. Устройство для компенсации реактивной мощности: Патент на полезную модель RU222051 U1, МПК H02J 3/18 (2006.01) / В.В. Тропин, Р.Е. Кучеренко, Л.В. Богородицкая; заявл. 19.06.23; опубл. 07.12.2023, Бюл. № 34. EDN: RBMTDT

9. Qiao X., Bian J., Chen C., Li.H. Comparison and analysis of reactive power compensation strategy in power system. 2019 IEEE Sustainable Power and Energy Conference (iSPEC), Beijing, China, 2019. Рp. 689 692. https://doi.org/10.1109/iSPEC48194.2019.8975301