Интернет журныл о промышленности в Украине

Статичні конденсатори для компенсації реактивної потужності

Статичні конденсатори отримали на промислових підприємствах найбільшого поширення як засіб компенсації реактивної потужності. Основними достоїнствами статичних конденсаторів для компенсації реактивної потужності є:

1) незначні втрати активної потужності, що лежать в межах 0,3-0,45 кВт на 100 квар;

2) відсутність обертових частин і порівняно мала маса установки з конденсаторами, а в зв'язку з цим відсутність необхідності в фундаменті;

4) можливість збільшення або зменшення встановленої потужності в залежності від потреби;

5) можливість установки статичних конденсаторів в будь-якій точці мережі: у окремих електроприймачів, групами в цехах або великими батареями.

Крім того, вихід з ладу окремого конденсатора, при належній його захисту, не відбивається зазвичай на роботі всієї конденсаторної установки.

Класифікація та технічні характеристики статичних конденсаторів для компенсації реактивної потужності

Статичні конденсатори класифікуються за такими ознаками: номінальній напрузі, числу фаз, роду установки, виду просочення, габаритним розмірам.

Для компенсації реактивної потужності електроустановок змінного струму частотою 50 Гц вітчизняною промисловістю випускаються конденсатори на наступні номінальні напруги: 220 - 10500 В.

Конденсатори напругою 220-660 В випускаються як в однофазному, так і в трифазному (з'єднання секцій трикутником) виконанні, а конденсатори напругою 1050 В і вище - тільки в однофазному.

Конденсатори з можливістю виконання трифазних конденсаторних установок напругою 3,6 і 10 кВ зі схемою з'єднання в зірку.

Конденсатори напругою 1050, 3150, 6300 і 10500 В застосовуються для виконання трифазних конденсаторних установок напругою 1, 3, 6 і 10 кВ зі схемою з'єднання в трикутник. Ці ж конденсатори використовуються і в конденсаторних установках більш високих напруг.

За родом установки конденсатори всіх номінальних напруг можуть виготовлятися як для зовнішніх, так і для внутрішніх установок.

Конденсатори для зовнішніх установок виготовляються із зовнішньою ізоляцією (ізолятори висновків) на напругу не нижче 3150 В. По виду просочення конденсатори поділяються на конденсатори з просоченням мінеральним (нафтовим) маслом і конденсатори з просоченням синтетичним рідким діелектриком.

За розмірами конденсатори поділяються на два габариту: перший з розмірами 380x120x325 мм, другий з розмірами 380x120x640 мм.

Типи і розшифровка означень статичних конденсаторів для компенсації реактивної потужності

Статичні конденсатори виготовляються наступних типів: КМ, КМ2, КМА, КМ2А, КС, КС2, КСА, КС2А, причому в буквено-цифровому позначенні типу відображаються класифікаційні ознаки.

Букви і цифри означають: К - "косінусний", М і С - з просоченням мінеральним маслом або синтетичним рідким діелектриком, А - виконання для зовнішньої установки (без букви А - для внутрішньої), 2 -виконання в корпусі другого габариту (без цифри 2 - в корпусі першого габариту). Після позначення типу конденсаторів вказуються цифрами Номінальну напругу конденсатора (кВ) і номінальна потужність (квар). Так, наприклад: КМ-0,38-26 розшифровується як конденсатор "косінусний * (для компенсації реактивної потужності в мережі змінного струму частотою 50 Гц) з просоченням мінеральним маслом, для внутрішньої установки, першого габариту, на напругу 380 В, потужністю 26 квар ; КС2-6.3-50 - "косінусний", з просоченням синтетичною рідиною, другого габариту, для внутрішньої установки, на напругу 6,3 кВ, потужністю 50 квар.

Пристрій статичних конденсаторів для компенсації реактивної потужності

Основними елементами конструкції конденсаторів є бак з ізоляторами і виймальних частина, що складається з батареї секцій найпростіших конденсаторів Основними елементами конструкції конденсаторів є бак з ізоляторами і виймальних частина, що складається з батареї секцій найпростіших конденсаторів.

Конденсатори єдиної серії напругою до 1050 В включно виготовляють з вбудованими плавкими запобіжниками, послідовно з'єднаними з кожною секцією. Конденсатори більш високої напруги не мають вбудованих плавких запобіжників і вимагають окремої їх установки. У цьому випадку здійснюється групова зашита конденсаторів плавкими запобіжниками. При виконанні групового захисту у вигляді плавких запобіжників один запобіжник захищає кожні 5-10 конденсаторів, причому номінальний струм групи не перевищує 100 А. Крім того, встановлюються загальні запобіжники для всієї батареї.

Для конденсаторів напругою 1050 В і нижче, мають вбудовані запобіжники, встановлюються також загальні запобіжники для батареї в цілому, а при значній потужності батареї - і для окремих секцій.

Залежно від напруги мережі трифазні батареї конденсаторів можуть комплектуватися з однофазних конденсаторів з послідовним або паралельно - послідовним з'єднанням конденсаторів в кожній фазі батареї.

Приєднання конденсаторних батарей до мережі

Батареї конденсаторів будь-яких напружень можуть приєднуватися до мережі або через окремий апарат, призначений для включення або відключення тільки конденсаторів, або через загальний апарат управління з силовим трансформатором, асинхронним двигуном або іншим приймачем електроенергії Батареї конденсаторів будь-яких напружень можуть приєднуватися до мережі або через окремий апарат, призначений для включення або відключення тільки конденсаторів, або через загальний апарат управління з силовим трансформатором, асинхронним двигуном або іншим приймачем електроенергії.

Статичні конденсатори в установках напругою до 1000 В включаються в мережу і відключаються від мережі за допомогою автоматичних вимикачів або рубильників.

Конденсатори, застосовувані в установках напругою вище 1000 В, включаються в мережу і відключаються від мережі тільки за допомогою вимикачів або роз'єднувачів потужності (вимикачів навантаження).

Для того щоб витрати на відключає апаратуру були дуже великі, не рекомендується приймати потужності конденсаторних батарей менше:

а) 400 квар при напрузі 6-10 кВ і приєднання батарей до окремого вимикача;

б) 100 квар при напрузі 6-10 кВ і приєднання батареї до спільного з силовим трансформатором або іншим електроприймачем вимикача;

в) 30 квар при напрузі до 1000 В.

Використання розрядних опорів з конденсаторами для компенсації реактивної потужності

Для безпеки обслуговування відключених конденсаторів при знятті електричного заряду потрібно застосування розрядних опорів, приєднаних паралельно до конденсаторів. З метою надійного розряду приєднання розрядних опорів до конденсаторів слід проводити без проміжних роз'єднувачів, рубильників або запобіжників. Розрядні опору повинні забезпечувати швидке автоматичне зниження напруги на затискачах конденсатора.

За бажанням замовника конденсатори можуть виготовлятися з вбудованими всередину розрядними опорами, розташованими під кришкою на ізоляційної прокладки. Ці опору знижують напругу з максимального робочого до 50 В не більше ніж за 1 хв для конденсаторів напругою 660 В і нижче і не більше ніж за 5 хв для конденсаторів напругою 1050 В і вище.

Більшість уже встановлених на промислових підприємствах конденсаторів не мають вбудованих розрядних опорів. В такому випадку в якості розрядного опору при напрузі до 1 кВ для батарей конденсаторів зазвичай застосовують лампи розжарювання на напругу 220 В. З'єднання ламп, включених по кілька штук послідовно в кожній фазі, проводиться за схемою трикутника. При напрузі вище 1 кВ в якості розрядного опору встановлюються трансформатори напруги, що включаються за схемою трикутника або відкритого трикутника.

Схема включення ламп розжарювання для розряду батарей конденсаторів (до 1000 В) за допомогою рубильника з подвійними ножами

Постійне приєднання ламп розжарювання, що застосовуються зазвичай в якості розрядних опорів для батарей конденсаторів напругою до 660 В, викликає непродуктивні втрати енергії і витрата ламп.

Чим менше потужність батареї, тим більша потужність ламп доводиться на 1 квар встановлених конденсаторів. Більш доцільним є не постійне приєднання ламп, а їх автоматичне включення при відключенні конденсаторної установки. Для цієї мети може бути використана схема, зображена на малюнку, в якій застосовуються рубильники з подвійними ножами. Додаткові ножі розташовуються таким чином, щоб включення ламп відбувалося до відключення батареї від мережі, а їх відключення - після включення батареї. Це може бути досягнуто шляхом підбору відповідного кута між головними і додатковими ножами рубильника.

При безпосередньому приєднанні конденсаторів і приймача електроенергії до мережі під загальний вимикач спеціальних розрядних опорів не потрібно. В цьому випадку розряд конденсаторів відбувається на обмотки електроприймача.

Комплектні конденсаторні установки загальнопромислового виконання

При виконанні систем електропостачання промислових підприємств все більш широке застосування знаходять комплектні, що виготовляються повністю на заводах елементи. Це відноситься і до цеховим трансформаторних підстанцій, до осередків розподільних пристроїв і до інших елементів систем електропостачання, в тому числі і до конденсаторним установкам. Застосування комплектних пристроїв значно скорочує обсяг будівельних та електромонтажних робіт, підвищує їх якість, знижує терміни введення в експлуатацію, підвищує надійність роботи і безпеку при експлуатації.

Комплектні конденсаторні установки на напругу 380 В виготовляються для внутрішньої установки, а на напругу 6-10 кВ - як для внутрішньої, так і для зовнішньої. Діапазон потужностей цих установок досить широкий, причому більшість типів сучасних комплектних конденсаторних установок обладнано пристроями для одно- або багатоступінчастого автоматичного регулювання їх потужності.

Комплектні конденсаторні установки на напругу 380 В виконуються з трифазних конденсаторів, а на напругу 6-10 кВ - з однофазних конденсаторів потужністю 25-75 квар, з'єднаних в трикутник.

Комплектна конденсаторна установка складається з вступного шафи і шаф з конденсаторами. В установках на напругу 380 В в вступному шафі встановлюються: пристрій автоматичного регулювання, трансформатори струму, роз'єднувачі, вимірювальні прилади (три амперметра і вольтметр), апаратура управління і сигналізації, а також ошиновка.

У разі застосування конденсаторів з убудованими розрядними опорами трансформатори напруги не встановлюються. Осередок введення харчується кабелем від осередку розподільного пристрою (РУ) 6 - 10 кВ, в якій встановлюється апаратура управління, вимірювання і захисту.