Универзитет у Крагујевцу
ФАКУЛТЕТ ТЕХНИЧКИХ НАУКА
ЧАЧАК
ДИПЛОМСКИ РАД ИЗ ПРЕДМЕТА
ЕЛЕКТРИЧНЕ ИНСТАЛАЦИЈЕ И ОСВЕТЉЕЊЕ
УТИЦАЈ МЕСТА И НАЧИНА
КОМПЕНЗАЦИЈЕ РЕАКТИВНЕ СНАГЕ
НА ТОКОВЕ СНАГА У
НИСКОНАПОНСКОЈ МРЕЖИ
Ментор:
Кандидат:
Др Момчило Вујичић
Слађан Угреновић 274/2014
У Чачку, 2018. године
Компензација реактивне снаге у нисконапонској мрежи
Слађан Угреновић 274/2014
1
1
УВОД
У данашње време потражња за електричном енергијом расте свакодневно и то у
значајној мери, па се и највећи дистрибутивни системи боре са улагањима како би одржавали
постојеће системе али и изградили нове, снажније. Све више пажње придодаје се квалитету
електричне енергије. За сигуран и стабилан систем веома су важни параметри напона и
реактивне снаге који су и уједно уско повезани.
Како би се осигурао максималан пренос активне снаге уз што мање губитке, потребно је
што више могуће смањити реактивну снагу која приликом преноса оптерећује водове. Такво
растерећење водова је од значајне користи за потрошача, као и за мрежу будући да се
избегава непотребан пад напона и непотребни губици.
Ако се проматра кроз привидну снагу, потрошачу се отвара простор за додатно повећање
активне снаге јер се смањује удео реактивне у привидној снази. Дистрибутер електричне
енергије наплаћује накнаду у виду прекомерно преузете реактивне енергије свим
потрошачима који на месту потрошње не остварују фактор снаге већи од 0,95 или већи. Тиме
дистрибутер електричне енергије компензује реактивну енергију ближе потрошачима, како
би се смањио пренос исте.
Постоје разни начини за компензацију реактивне снаге , међутим најучесталији начин
компензирања је помоћу кондензаторских батерија. Такву врсту компензирања одликује брза
економска исплативост, минимална потреба за сервисирањем и бројне могућности
надоградње због модуларности самог уређаја. Уколико се не одабере правилан уређај долази
до прекомпензирања система. У том случају водовима се преноси капацитивна реактивна
снага која једнако оптерећује водове као и индуктивна, па ју је исто пожељно избећи.
У овом раду извршићемо прорачун капацитивности кондензаторских батерија на основу
теоријских образаца у зависности од места постављања. Како би уочили разлику са обзиром
на падове напона и губитке у зависности од места компензације вршимо прорачун токова
снага у програмском пакету ATPDraw, а резултате прорачуна ћемо приказати табеларно.
Извршићемо прорачуне на примеру редног и паралелног постављања кондензаторске
батерије и дати објашњење који од начина се користи у пракси и зашто.
Наведена испитивања су обављена над једним изводом дистрибутивне мреже 0,4 kV
преузетом из архиве Факултета Техничких Наука у Чачку.
Компензација реактивне снаге у нисконапонској мрежи
Слађан Угреновић 274/2014
2
2
КОМПЕНЗАЦИЈА
РЕАКТИВНЕ
СНАГЕ
Познато је да се реактивна снага не троши већ се само преноси од извора до реактивног
елемента у струјном кругу и опет се враћа у извор. Преносом реактивне енергије спојним
водовима стварају се губици које ваља спречити, односно смањити што је више могуће. Како
у ЕЕС-у постоји више индуктивних потрошача, најчешће долази до проблеме са
индуктивном реактивном енергијом. Будући да код индуктивног терета напон претходи
струји , како би смањили тај помак ваља у струјни круг укључити терет супротног карактера,
капацитет. Компензација се најчешће врши помоћу кондензаторских батерија које се
називају статички компензатори или помоћу специјалних електричних машина које се
називају обртни компензатори. Пожељно је кондензатор додати чим ближе индуктивном
трошилу. Тиме се заправо изједначују реактивне компоненте супротног карактера у струјном
кругу, па се зато тај поступак зове компензација или изједачење.
2.1
О
СНОВНИ ЦИЉЕВИ КОМПЕНЗАЦИЈЕ
Основни циљеви компензације су:
Уједначавање напонског профила у циљу смањења непотребних трансфера
реактивне снаге, чиме уједно смањујемо и губитке у мрежи;
Смањење плаћања за прекомерно преузету реактивну енергију;
Смањење губитака активне и реактивне снаге у преносним и дистрибутивним
мрежама;
Ослобађање капацитета трансформатора и водова од преноса реактивних снага,
чиме се повећавају капацитети за пренос активних снага, а самим тим одлажу
инвестиције у нове објекте;
Повећавање напонског нивоа у мрежи и олакшавање напонске регулације;
Одржавање нивоа резерве у реактивним капацитетима који се користе у случају
поремећених стања у систему.
2.2
Н
АЧИН ПОСТАВЉАЊА И ИЗБОР ЛОКАЦИЈЕ КОНДЕНЗАТОРА
Начин прикључења може бити:
Оточно (синхрони компензатори, кондензатори и индуктивитети)
Редно (редни кондензатори и индуктивитети)
Оточни ресурси генеришу реактивну снагу, а редни модификују реактансу мреже.
Компензација реактивне снаге у нисконапонској мрежи
Слађан Угреновић 274/2014
4
Уз помоћ фазорског дијаграма са слике 2.1 могу се извести следеће једначине:
1
cos
P
S
1
1
sin
Q
S
↓
1
1
Q
Ptg
2
2
P
Q
tg
↓
1
2
1
2
c
Q
Q
Q
P tg
tg
где су:
c
Q
- Реактивна снага кондензаторске батерије која се ињектира у мрежу;
S
- Привидна снага поторшача;
P
- Активна снага поторшача.
У пракси, компензација се врши у све три фазе истовремено и то помоћу система од три
кондензаторске батерије везане у звезду. Уколико је ово случај онда се израз за
капацитивност једне кондензаторске батерије у споју звезда дат као:
1
1
1
2
2
cos
n
S
tg
tg
C
U
где су:
C
- Капацитет једне кондензаторске батерије;
- Кружна учестаност напона мреже;
n
U
- Линијска вредност номиналног напона мреже.
Под појмом адекватна компензација подразумева се компензација реактивне снаге до
жељеног фактора снаге – обично
cos ? = 0,95
, јер је ово фактор снаге до кога се не плаћа
утрошак реактивне енергије. За факторе снаге ниже од 0,95 утрошена реактивна енергија се
плаћа према прописаној тарифи.
Поред повезивања кондензаторских батерија у звезду оне се могу повезати и у троугао.
На слици испод дати су примери повезивања кондензаторских батерија.
а)
б)
Слика 2.2. – Начини повезивања кондензаторских батерија у (а) звезду и (б) троугао
