что такое бск в энергетике

Преимущества использования БСК

БСК — группы конденсаторов, соединяемых между собой. Как правило, в производстве БСК используются однофазные косинусные конденсаторы, тип соединения — параллельно-последовательное. Цели использования БСК — компенсация реактивной мощности, выравнивание кривой напряжения (в случае использования схемы с тиристорным регулированием), уровня напряжения.

Известно, что использование батарей статических конденсаторов дает значительный положительный эффект, способствует существенной экономии.
подробнее в статье >>

В соответствии с требованиями Федерального закона Российской Федерации от 28 декабря 2013 г. № 426 – ФЗ « О специальной оценке условий труда».

Источник

Проект РЗА

Сайт о релейной защите и цифровых технологиях в энергетике

Защита и автоматика БСК 6(10) кВ

Батарея статических конденсаторов (БСК) предназначена для компенсации реактивной мощности в сети. Иногда БСК обозначается как устройство компенсации реактивной мощности (УКРМ), что по-сути одно и то же.

Среди защит и автоматики БСК 6(10) кВ есть интересные функции. Давайте их рассмотрим.

Защита от перегрузки

Зачем защищать БСК от перегрузки, если она изготавливается строго определенной мощности и сама выдает ее в сеть?

Здесь имеется ввиду перегрузка токами высших гармоник, которые могут превышать ток промышленной частоты, 50 Гц. Откуда берутся эти токи?

Все просто, БСК — это большая емкость, а распределительная сеть, в которой она устанавливается, имеет активно-индуктивный характер (основная нагрузка сети — это двигатели). БСК и сеть создают колебательный контур, в котором возможен резонанс. Происходит он на определенной частоте, которая может не совпадать с 50 Гц.

Обычная цифровая защита измеряет только токи основной частоты, фильтруя высшие гармоники. Это делается для точности и стабильности работы алгоритмов. В этом случае защита может не устранить существующую перегрузку БСК из-за того, что просто не увидит ее.

Для защиты БСК от перегрузки токами высших гармоник применяется специальный алгоритм, который имеет большую полосу пропускания по частоте (до 12-20 гармоники).

Защита от повышения напряжения (ЗПН)

БСК 6(10) кВ может иметь различную внутреннюю конструкцию. Обычно в ней имеется множество конденсаторов на низкое напряжение, соединенные последовательно. После эти цепочки включаются параллельно для увеличения мощности. Далее группы цепочек собираются в треугольник или звезду для организации трехфазной системы.

Так вот, если самые маленькие конденсаторы при аварии могут оказаться под напряжением более 110% от номинала, то вся БСК оснащается защитой от повышения напряжения с действием на отключение. Защита работает с выдержкой времени.

Считайте, что ЗПН обязательна потому, что на стадии проектирования сложно разобраться с тонкостями конструкции БСК. Легче установить защиту.

Блокировка от включения на неразряженные конденсаторы

Когда вы отключаете большую емкость, то на ней длительное время остается напряжение. Это происходит всегда, независимо от причины отключения (от защит, от автоматики или вручную).

Если вы попробуете включить неразряженный конденсатор в сеть, то напряжение сети (текущая полуволна) может совпасть по знаку с оставшимся напряжением на БСК. При этом произойдет перенапряжение, со значением до 2*Uном. Это плохо.

Для того, чтобы это избежать делают блокировку включения выключателя БСК на время не менее 5 минут, чтобы конденсаторы успели разрядиться через встроенные резисторы.

Интересно, что данную блокировку часто не предусматривают в алгоритмах цифровых терминалов РЗА, что заставляет реализовывать ее в гибкой логике. Это не всегда удобно.

Защита минимального напряжения (ЗМН)

Защита выполняет те же функции блокировки от включения на неразряженные конденсаторы, только при АВР. В этом случае, после исчезновения напряжения, питание на секцию будет подано через СВ, что терминал защит БСК контролировать не может.

Для того, чтобы исключить перенапряжения нужно отключать БСК после исчезновения напряжения на секции.

Автоматика управления БСК

В современных проектах чаще всего применяют регулируемые БСК, которые изменяют мощность в зависимости от режима сети.

Конструктивно это выглядит как сборки конденсаторов определенной мощности, которые подключаются к сети через силовые контакторы. Контакторы управляются специальными регулятором реактивной мощности. Все эти элементы обычно устанавливаются в контейнер, который и является БСК. БСК подключается к подстанции через выключатель, который осуществляет защиту всей установки от КЗ, перегрузки, повышения напряжения и т.д.

Регулятор управляет выдаваемой БСК мощностью путем измерения на подстанции cos(fi) нагрузки или непосредственно реактивной мощности. Для этого он измеряет напряжение на шинах и ток через ввод. Регулятор является цифровым устройством, аналогичным терминалу релейной защиты.

Также стоит отметить, что регулятор обычно дублирует часть защит терминала, например, защиту от повышения напряжения.

Разработчик ООО «НТЦ «Механотроника», www.mtrele.ru

БМРЗ-152-БСК содержит все перечисленные в статье защиты

Источник

Батареи статических конденсаторов (БСК)

НАЗНАЧЕНИЕ

Основное назначение БСК это: компенсация реактивной мощности и регулирование уровня напряжения в сетях 6-220 кВ.

БСК – батарея, собранная из единичных конденсаторов, путем их параллельно-последовательного соединения, а также комплект вспомогательного оборудования и металлоконструкций.

Конструктивно БСК — это группы силовых высоковольтных конденсаторов, собранные в стальные несущие блоки. Блоки устанавливаются на ОРУ или в ЗРУ на опорных изоляторах.Блоки соединены между собой токоведущими шинами, а конденсаторы в блоках гибкими связями. Для ограничения тока при включении, БСК оснащаются токоограничивающими реакторами, а для защиты – трансформаторами тока или напряжения.

Возможно изготовление БСК с параметрами лежащими в следующих диапазонах: напряжение 6….220кВ, мощность 1…150 Мвар, как наружной (У1, УХЛ1), так и внутренней (У3) установки. Также возможно изготовление БСК с антирезонансными (фильтровыми) реакторами для сетей с повышенным содержанием токов высших гармоник, а также фильтров высших гармоник.

ПРЕИМУЩЕСТВА БСК ООО «СКЗ «КВАР»

Наше предприятие имеет многолетний опыт разработки, изготовления и поставки батарей статических конденсаторов. За это время реализованы десятки проектов поставки БСК. Основываясь на этом опыте можно уверенно говорить о том, что БСК нашего производства обладают следующими преимуществами:

— быстрая окупаемость;
— простой монтаж;
— удобство обслуживания и эксплуатации;
— высокая надежность,
— аттестация ПАО «Россети».

Для более оптимального выбора, проектирования и ввода в эксплуатацию БСК, специалисты нашего предприятия оказывают следующие услуги:

— помощь в определении параметров БСК и мест их установки;
— помощь при проектировании;
— шеф-монтаж и шеф-ПНР (по отдельному договору);
— проектирование, монтаж и ПНР (по отдельному договору).

Источник

Мы производим оборудование для качества электроэнергии!

НАУЧНО-ПРОИЗВОДСТВЕННЫЙ ЦЕНТР «ЭНЕРКОМ-СЕРВИС» с 1991 года занимается разработкой и производством электротехнического оборудования, имеет лицензию на проектирование, монтаж, наладку и испытания перечисленного выше оборудования.

НПЦ «ЭНЕРКОМ-СЕРВИС» поставил оборудование более чем на 200 российских предприятий и энергосистем, а также СТК 10 и 35 кВ на металлургические комбинаты в городах Ухань, Нанкин и Бао-Тоо (Китай).

Мы улучшаем качество электроэнергии!

Автоматизация производства неуклонно растет, количество высокоточных механизмов, которые обладают восприимчивостью к качеству потребляемой электроэнергии, увеличивается с каждым годом. Сбои в работе технологического оборудования часто приводят к неоправданным потерям, связанным с уменьшением объема выпускаемой продукции. Часты случаи выхода сложного и дорогого оборудования из строя в результате подачи некачественной электроэнергии. Выход ценного оборудования из строя, снижение норм выработки, падение эффективности работы предприятия в целом или же постоянные сбои и отказы — это характерные симптомы производства, на котором используется сеть, не обеспечивающая надлежащее качество электроэнергии.

Компенсация реактивной мощности

Компенсация реактивной мощности — один из наиболее важных факторов, позволяющих решить задачу энергосбережения, уменьшения расход реактивной энергии. И зарубежные, и отечественные специалисты утверждают, что чуть более трети от общей стоимости продукции — это стоимость энергоресурсов. Необходимо подойти к анализу энергопотребления с наибольшей ответственностью, поскольку компенсация реактивной мощности может дать существенную экономию.

Компенсация реактивной мощности — ключевой способ решения вопроса энергосбережения, даже если речь идет не о крупных производственных предприятиях, а о малых организациях. Ведь устройстваминелинейной нагрузкой, системами кондиционирования, вытяжки, лампами освещения генерируется немалое количество реактивной энергии. Устройства компенсации реактивной мощности способны помочь решить проблему экономии энергии.

Для компенсации реактивной мощности используется оборудование, которое снижает величину полной мощности; различают индуктивные и емкостные устройства компенсации реактивной мощности. Использование подобного оборудования приводит к тому, что электроэнергия используется более рационально.

Компенсация реактивной мощности призвана разгрузить распределительные линии, генераторы и трансформаторы от реактивного тока, а также уменьшить потери мощности в элементах электроснабжающей системы. Кроме того, компенсация реактивной мощности позволяет:

Что такое БСК (батарея статических конденсаторов)

БСК относится к более широкому классу устройств УКРМ. Комплексы на основе БСК обычно содержат управляющее устройство и могут также содержать фильтры высших гармоник. Учитывая принцип действия конденсаторов, составляющих БСК, зачастую комплексы оснащаются специальным устройством, обеспечивающим снятие напряжения за счёт разряда после отключения батарей от основного контура.

БСК может быть спроектирована и смонтирована достаточно быстро: практически за считанные дни после принятия решения о необходимости её установки на обычном производственном контуре.
подробнее в статье >>

Преимущества использования БСК

БСК — группы конденсаторов, соединяемых между собой. Как правило, в производстве БСК используются однофазные косинусные конденсаторы, тип соединения — параллельно-последовательное. Цели использования БСК — компенсация реактивной мощности, выравнивание кривой напряжения (в случае использования схемы с тиристорным регулированием), уровня напряжения.

Известно, что использование батарей статических конденсаторов дает значительный положительный эффект, способствует существенной экономии.
подробнее в статье >>

В соответствии с требованиями Федерального закона Российской Федерации от 28 декабря 2013 г. № 426 – ФЗ « О специальной оценке условий труда».

Источник

Схемы включения батарей конденсаторов для компенсации реактивной мощности

Регулирование напряжения с помощью БСК

Величина напряжения в различных точках энергосистемы изменяется в зависимости от нагрузки и схемы сети. Этот параметр согласно ГОСТ 13109—87 должен находиться в пределах от 5 до 20% (таблица 1).

Кроме того, ограничение по наибольшему рабочему напряжению электрооборудования диктуется надежностью работы изоляции электрооборудования, т. к. постоянно повышенное напряжение вызывает ускоренное старение изоляции и выход ее из строя. У большинства потребителей электроэнергии допускаются длительные отклонения напряжения от номинального не более чем на ±5%. Превышение номинального напряжения приводит к сокращению срока службы оборудования, уменьшение снижает производительность и экономичность электроприемников, пропускную способность линий электропередачи, может нарушить устойчивость работы синхронных и асинхронных электродвигателей.

Как видно из таблицы 1, с повышением номинального напряжения допустимые повышения напряжения уменьшаются с 20 до 5%. Это связано с ростом стоимости изоляции в установках более высоких напряжений, минимизацией затрат на изоляцию и выполнением оборудования практически на номинальное напряжение.

Как известно, напряжение у потребителя определяется формулой:

где: U_ЦП — напряжение центра питания;

Р_Н и Q_Н — активная и реактивная мощность нагрузки потребителя;

R_Э и X_Э — эквивалентное активное и индуктивное сопротивление между центром питания и потребителем.

Из приведенной формулы видно, что можно влиять на напряжение у потребителя, изменяя реактивную мощность Q_Н, например, регулируя ее с помощью батареи статических конденсаторов.

Батареи статических конденсаторов (БСК)

Батареи статических конденсаторов на напряжения 6, 10, 35, 110 × 220 кВ мощностью от 5 до 200 МВАр производятся на базе косинусных однофазных конденсаторов, путем параллельно-последовательного соединения их в звезду или треугольник в зависимости от режима работы нейтрали.

Внедрение батарей статических конденсаторов позволяет увеличить напряжение на шинах подстанций на 3—4%, снизить потери в сетях 6—110 кВ, скорректировать перетоки энергии и урегулировать напряжение в энергосистеме.

Кроме того, при превалировании тяговой нагрузки, вследствие ее неравномерности и обусловленной тем самым неравномерной загрузки линий, возникает необходимость регулировать показатели качества передаваемой электроэнергии применением компенсирующих устройств (БСК или реакторов, в зависимости от режима).

Схема подключения конденсаторной установки

Конденсаторная установка подключается в параллель к главному шинопроводу силового трансформатора. При этом используется трансформатор тока, который измеряет значение тока на шинах от силового трансформатора. Трансформатор тока располагается на шинопроводе между фидером силового трансформатора и точкой подключения конденсаторной установки. Выводы трансформатора тока подключаются к клеммной колодке внутри установки, имеющей обозначение «ТТ» Ввод конденсаторной установки в работу производится с помощью комплектного вводного разъединителя, путем поворота ручки в положение «ВКЛЮЧЕНО».

Монтаж конденсаторных установок

Место и условия размещения конденсаторной установки (КУ) определяется по таким показателям:

Литература

Обновление от 12 февраля 2018 г. (спасибо пользователю «Игорь» за комментарий)

Приказ № 49 от 22 февраля 2007 г. утратил силу с 07.08.2015 на основании приказа Минэнерго России от 23.06.2015 № 380:

Применительно к статье, в приказе № 380 убрали ограничение

а также изменилась таблица

(в старой редакции «Предельные значения коэффициента реактивной мощности»).

Принцип действия

Активная энергия применяется по назначению и превращается в тепловую, механическую, а реактивная отсылается на создание электромагнитных полей и не дает никакой пользы. При этом создаёт дополнительную нагрузку на кабельные линии и проекты электроснабжения приходится разрабатывать с учетом появления реактивной мощности. А реактивная мощность оплачивается по счетчику согласно тарифу наряду с активной, а это довольно большая часть потребления электроэнергии.

Конденсаторные установки снижают потерю в кабельных линиях, что приводит соответственно к уменьшению общего энергопотребления и снижению токовой нагрузки на линию.

Для регулировки нагрузки используются различные устройства, в том числе конденсаторы, контакторы, контроллеры и защитная аппаратура. С их помощью каждая конденсаторная установка может легко компенсировать реактивную мощность. Они довольно просты в монтаже и эксплуатации, работают практически бесшумно, способствуют сокращению потерь в кабельных линиях.

Принцип действия конденсаторных установок основан на эффекте динамической или коммутируемой компенсации реактивной мощности. С этой целью применяется специальная система конденсаторов, располагающихся в определенной последовательности. Непосредственная коммутация осуществляется с помощью контакторов или тиристоров. Первый вариант используется в большинстве конденсаторных установок с электромеханическими реле. Они обладают универсальной конструкцией, просты в использовании, стоят сравнительно недорого.

Второй вариант с использованием тиристорных систем считается более дорогим, однако он хорошо зарекомендовал себя в сетях с резко изменяющимися нагрузками. Подключение любого устройства может производиться на любых участках электрической сети, независимо от принципа действия.

Защита конденсаторных установок

Чтобы обеспечить безопасность установки, применяются механизмы:

Монтаж установки с конденсаторной батареей позволит разгрузить электродвигатели, генераторы и другое оборудование, несущее реактивную нагрузку. При подготовке к приобретению нужно рассчитать, куда целесообразнее всего будет подключить агрегат.

Эксплуатация и обслуживание конденсаторных установок

До включения конденсаторной установки в работу необходимо провести следующие механические испытания:

До включения конденсаторной установки в работу необходимо провести следующие электрические испытания:

При температуре в помещении, превышающей +40°С в течение 4-х часов, следует отключить установки от сети.
Во время эксплуатации УКМ, необходимо регулярно производить технические осмотры. Осмотры подразделяются:

Ежедневный осмотр. Необходимо контролировать:

Ежемесячный осмотр. Необходимо проверять:

Внеочередной осмотр. Производится в случаях:

Неисправные элементы схемы необходимо заменять элементами того же типономинала. Допускается использовать элементы, способные по техническим характеристикам заменить неисправные в допустимых режимах работы.
Обо всех технических осмотрах и неисправностях, обнаруженных во время технических осмотров установок, должны быть произведены соответствующие записи в журнал эксплуатации.

Установки синхронной компенсации реактивной мощности

Установки синхронной компенсации реактивной мощности используются в энергосетях развитых стран мира уже более 50 лет, однако из-за больших потерь в сравнении с статическими устройствами компенсации реактивной мощности и стоимости (в том числе систем защиты от токов короткого замыкания) установки синхронной компенсации реактивной мощности постепенно заменяются более прогрессивными устройствами. Кроме того, установки синхронной компенсации реактивной мощности, а по факту — синхронные двигатели специальной конструкции, работающие на холостом ходу и в режиме перевозбуждения обмотки генерирующие реактивную мощность — являются средствами пассивной компенсации и не могут быть адаптированы в системах FACTS.

Переключаемые тиристорные установки компенсации реактивной мощности типа TSC. Это статические конденсаторные установки с различным числом ступеней, управляемые тиристорными переключателями, обеспечивающими быстрое подключение/отключение ступеней в момент равенства напряжений на конденсаторных блоках и в сети. Впервые статические установки компенсации реактивной мощности типа TSC были использованы ASEA в 1971 году, имели среднюю задержку переключения от половины до цикла колебаний по току/напряжению, по факту не генерировали гармоник и отличались простотой конструктивных решений.

Рис. Переключаемая тиристорами конденсаторная установка компенсации реактивной мощности. Вместе с тем, устройства типа TSC остались ступенчатыми, а значит дискретными по потокам генерируемой мощности, а каждая батарея конденсаторов оборудовалась своим тиристорным переключателем, что делало установку материалоемкой и финансово затратной.

Отчасти недостатки финансовой доступности установок типа TSC были устранены применением тиристорно-диодных схем, к тому же выгодно отличающихся почти полным отсутствием импульсных токов при переключении, однако имеющих запаздывание включения/отключения ступени не менее одного цикла в сравнении половиной цикла у установок TSC.

Рис. Бинарные тиристорно-диодные переключатели статических установок компенсации реактивной мощности.

Рис. Диаграммы токов бинарной тиристорно-диодной установки компенсации реактивной мощности, где: а — d — токи по В1 — В4; е — результирующая кривая тока установки. Управляемые тиристорами реакторы.

Управляемые тиристорами реакторы (тип TCR), как правило, имеют батареи статических конденсаторов, фильтры гармоник низшего порядка и управляемую тиристорами индуктивность (собственно реактор), интегрируемую в каждую фазу питающей сети. Управляемая тиристорами индуктивность используется для демпфирования избытка реактивной мощности, генерируемой конденсаторами, что исключает риски перенапряжения. В то же время тиристорное управление, как конденсаторными блоками, так и индуктивностью позволяет формировать достаточно плавную компенсацию реактивной мощности, хотя для получения реально плавной на практике компенсации используют:

дорогие управляемые тиристорные генераторы, построенные по трех-, шести и более импульсной топологии.

Рис. Трех импульсные (слева) управляемые тиристорами реакторы с пассивными фильтрами низкоуровневых гармоник и двенадцати импульсные (справа) управляемые тиристорами реакторы типа TCR с трансформатором для смещения фаз, позволяющего устранить гармоники 5 и 7 порядка без использования пассивных фильтров.

комбинированные установки компенсации реактивной мощности TSC-TCR с управлением тиристорным переключением ступеней батарей статических конденсаторов и реакторов.

Рис. Типовая топология комбинированной установки компенсации реактивной мощности TSC-TCR.

тиристорно-управляемые установки последовательной (продольной) компенсации TCSC (ThyristorControlledSeriesCompensator).

Рис. Типовая топология тиристорно-управляемой установки последовательной (продольной) компенсации TCSC.

Источник