Качество электроэнергии и компенсация реактивной мощности: конденсаторы, SVC и STATCOM

Расчёт реактивной мощности, резонанс гармоник, расстроенные батареи, динамика SVC/STATCOM и уровни совместимости IEC 61000-2-4.

1. Начните с точки общего соединения

IEC 61000-2-4:2024 дает уровни совместимости для низкочастотных кондуктивных помех в промышленных помещениях до 35 kV и включает отклонения напряжения, провалы, дисбаланс, гармоники, интергармоники, Компоненты DC и переходные перенапряжения. Прежде чем выбирать батарею конденсаторов, измерьте и смоделируйте точку общего соединения (PCC) SVC или STATCOM.

2. Определение реактивной мощности

Для нагрузки, изменяющейся от коэффициента мощности cosφ₁ до cosφ₂, идеальный шаг реактивной мощности на основной частоте составляет:

Q_c = P · (tanφ₁ - tanφ₂)

Оборудование	Наиболее подходящий долг	Главный инженерный риск
Конденсаторная батарея с контакторным управлением	Медленно меняющаяся, чистая промышленная нагрузка	Резонанс, броски и сверхкомпенсация
Расстроенная конденсаторная батарея	Коррекция коэффициента мощности с помощью гармоник	Потери в реакторе, допуск настройки и температура
SVC	Быстрое регулирование реактивной мощности и напряжения	Гармоническое излучение и координация фильтров
STATCOM	Динамическая поддержка var, слабые сетки и дисбаланс	Преобразователь тока, охлаждение и взаимодействие управления

3. Гармоники и резонанс

IEC 60871-1 охватывает блоки и банки шунтирующих конденсаторов выше 1 kV, включая схемы коррекции коэффициента мощности и фильтры. Конденсаторы нельзя подключать только на основе оценки кВтч: рассчитайте силу короткого замыкания, фоновые искажения, спектр преобразователя, переходные процессы переключения и точку параллельного резонанса.

Оценка экранирования резонанса батареи конденсаторов:

f_r ≈ f₁ √((S_sc) / (Q_c))

Используйте сканирование частоты и исследование переключения во временной области для окончательного проекта, особенно там, где присутствуют частотно-регулируемые приводы, выпрямители UPS, инверторы PV или дуговые печи.

4. Данные о приемке

Укажите пределы качества напряжения PCC, переходную характеристику, диапазон квар или Мвар, зону нечувствительности управления, дисбаланс, ток гармоник, частоту расстройки, время разряда, защиту и поведение байпаса. Комиссия с записями до/после на ПКК и при наибольших нелинейных нагрузках.

*Источники: IEC 61000-2-4:2024; IEC 60871-1:2014; IEC 61000 series; IEEE 519-2022.*