трехфазные конденсаторы для компенсации реактивной мощности
Статические конденсаторы для компенсации реактивной мощности
Статические конденсаторы получили на промышленных предприятиях наибольшее распространение как средство компенсации реактивной мощности. Основными достоинствами статических конденсаторов для компенсации реактивной мощности являются:
1) незначительные потери активной мощности, лежащие в пределах 0,3-0,45 кВт на 100 квар;
Основными элементами конструкции конденсаторов являются бак с изоляторами и выемная часть, состоящая из батареи секций простейших конденсаторов.
Конденсаторы единой серии напряжением до 1050 В включительно изготавливают со встроенными плавкими предохранителями, последовательно соединенными с каждой секцией. Конденсаторы более высокого напряжения не имеют встроенных плавких предохранителей и требуют отдельной их установки. В этом случае осуществляется групповая зашита конденсаторов плавкими предохранителями. При выполнении групповой защиты в виде плавких предохранителей один предохранитель защищает каждые 5—10 конденсаторов, причем номинальный ток группы не превышает 100 А. Кроме того, устанавливаются общие предохранители для всей батареи.
Для конденсаторов напряжением 1050 В и ниже, имеющих встроенные предохранители, устанавливаются также общие предохранители для батареи в целом, а при значительной мощности батареи — и для отдельных секций.
В зависимости от напряжения сети трехфазные батареи конденсаторов могут комплектоваться из однофазных конденсаторов с последовательным или параллельно — последовательным соединением конденсаторов в каждой фазе батареи.
Присоединение конденсаторных батарей к сети
Батареи конденсаторов любых напряжений могут присоединяться к сети или через отдельный аппарат, предназначенный для включения или отключения только конденсаторов, или через общий аппарат управления с силовым трансформатором, асинхронным двигателем или другим приемником электроэнергии.
Статические конденсаторы в установках напряжением до 1000 В включаются в сеть и отключаются от сети с помощью автоматических выключателей или рубильников.
Конденсаторы, применяемые в установках напряжением выше 1000 В, включаются в сеть и отключаются от сети только посредством выключателей или разъединителей мощности (выключателей нагрузки).
Для того чтобы затраты на отключающую аппаратуру не были очень велики, не рекомендуется принимать мощности конденсаторных батарей менее:
а) 400 квар при напряжении 6-10 кВ и присоединении батарей к отдельному выключателю;
б) 100 квар при напряжении 6-10 кВ и присоединении батареи к общему с силовым трансформатором или другим электроприемником выключателю;
в) 30 квар при напряжении до 1000 В.
Использование разрядных сопротивлений с конденсаторами для компенсации реактивной мощности
Для безопасности обслуживания отключенных конденсаторов при снятии электрического заряда требуется применение разрядных сопротивлений, присоединенных параллельно к конденсаторам. В целях надежного разряда присоединение разрядных сопротивлений к конденсаторам следует производить без промежуточных разъединителей, рубильников или предохранителей. Разрядные сопротивления должны обеспечивать быстрое автоматическое снижение напряжения на зажимах конденсатора.
По желанию заказчика конденсаторы могут изготовляться со встроенными внутрь разрядными сопротивлениями, расположенными под крышкой на изоляционной прокладке. Эти сопротивления снижают напряжение с максимального рабочего до 50 В не более чем за 1 мин для конденсаторов напряжением 660 В и ниже и не более чем за 5 мин для конденсаторов напряжением 1050 В и выше.
Большинство уже установленных на промышленных предприятиях конденсаторов не имеют встроенных разрядных сопротивлений. В таком случае в качестве разрядного сопротивления при напряжении до 1 кВ для батарей конденсаторов обычно применяют лампы накаливания на напряжение 220 В. Соединение ламп, включенных по нескольку штук последовательно в каждой фазе, производится по схеме треугольника. При напряжении выше 1 кВ в качестве разрядного сопротивления устанавливаются трансформаторы напряжения, включаемые по схеме треугольника или открытого треугольника.
Схема включения ламп накаливания для разряда батарей конденсаторов (до 1000 В) с помощью рубильника с двойными ножами
Постоянное присоединение ламп накаливания, применяемых обычно в качестве разрядных сопротивлений для батарей конденсаторов напряжением до 660 В, вызывает непроизводительные потери энергии и расход ламп.
Чем меньше мощность батареи, тем большая мощность ламп приходится на 1 квар установленных конденсаторов. Более целесообразным является не постоянное присоединение ламп, а их автоматическое включение при отключении конденсаторной установки. Для этой цели может быть использована схема, изображенная на рисунке, в которой применяются рубильники с двойными ножами. Добавочные ножи располагаются таким образом, чтобы включение ламп происходило до отключения батареи от сети, а их отключение — после включения батареи. Это может быть достигнуто путем подбора соответствующего угла между главными и дополнительными ножами рубильника.
При непосредственном присоединении конденсаторов и приемника электроэнергии к сети под общий выключатель специальных разрядных сопротивлений не требуется. В этом случае разряд конденсаторов происходит на обмотки электроприемника.
Комплектные конденсаторные установки общепромышленного исполнения
При выполнении систем электроснабжения промышленных предприятий все более широкое применение находят комплектные, изготавливаемые полностью на заводах элементы. Это относится и к цеховым трансформаторным подстанциям, к ячейкам распределительных устройств и к другим элементам систем электроснабжения, в том числе и к конденсаторным установкам. Применение комплектных устройств значительно сокращает объем строительных и электромонтажных работ, повышает их качество, снижает сроки ввода в эксплуатацию, повышает надежность работы и безопасность при эксплуатации.
Комплектные конденсаторные установки на напряжение 380 В выполняются из трехфазных конденсаторов, а на напряжение 6—10 кВ — из однофазных конденсаторов мощностью 25—75 квар, соединенных в треугольник.
Комплектная конденсаторная установка состоит из вводного шкафа и шкафов с конденсаторами. В установках на напряжение 380 В в вводном шкафу устанавливаются: устройство автоматического регулирования, трансформаторы тока, разъединители, измерительные приборы (три амперметра и вольтметр), аппаратура управления и сигнализации, а также ошиновка.
Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!
Подписывайтесь на наш канал в Telegram!
Просто пройдите по ссылке и подключитесь к каналу.
Не пропустите обновления, подпишитесь на наши соцсети:
Конденсаторы для компенсации реактивной мощности
Косинусные конденсаторы и другие силовые конденсаторы в международном нормативно-правовом поле. Пленочные косинусные конденсаторы для коррекции коэффициента мощности. Расчет необходимой емкости косинусных конденсаторов.
Конденсаторы для компенсации реактивной мощности (компенсационные конденсаторы или косинусные конденсаторы) (DIN EN 61921, VDE 0560-700:2004-02), в том числе самовосстанавливающиеся пленочные (ГОСТ 27390-87, DIN EN 60831, VDE 0560-46:2003) формируют наиболее емкий сегмент силовых конденсаторов (DIN EN 60143-1, VDE 0560-42:2004-12), используемых в силовой электронике (DIN EN 61071; VDE 0560-120:2008) и электроэнергетике, в том числе в сетях высокого напряжения (DIN IEC 62146, VDE 0560-50:2003).
На текущий момент из-за отсутствия четкой формализации существуют концептуальные разногласия обозначения пределов среднего, высокого и сверхвысокого (extra-high) напряжения у немецкого VDE (Verband Deutscher Elektrotechniker), международного IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers — Институт инженеров по электротехнике и электронике), европейских CENELEC (Comité Européen de Normalisation Électrotechnique — Европейский комитет электротехнической стандартизации), ETSI (European Telecommunications Standards Institute — Европейский институт по стандартизации в области телекоммуникаций) и IEC (International Electrotechnical Commission — международная электротехническая комиссия МЭК). Пока установлены компромиссные параметры сетей среднего напряжения (3, 6, 10, 15, 20 и 30 кВ), высокого напряжения (60 и 110 кВ) и сверхвысокого напряжения (220, 380, 500, 700 и 1150 кВ). К силовым конденсаторам кроме компенсирующих (косинусных) конденсаторов (ГОСТ 1282-88) относят сглаживающие (фильтрующие) конденсаторы, устанавливаемые в цепях выпрямленного тока параллельно нагрузке, демпферные (снабберные) и импульсные конденсаторы, а также конденсаторы для двигателей переменного тока (асинхронных двигателей).
Среди силовых конденсаторов выделяют вакуумные конденсаторы (с диэлектриком — техническим вакуумом давления 10 в (-7) степени Torr), SF6 конденсаторы (диэлектрик — гексафторид серы под давлением 3-7 бар), керамические конденсаторы и пленочные конденсаторы (фольговые, металлизированные, фольгово-металлизированные с диэлектриком из бумаги, полимерной пленки или комбинации бумаги и полимерной пленки).
Наибольшее распространение в системных решениях компенсации реактивной мощности получили пленочные конденсаторы, отличающиеся от вакуумных, SF6 и керамических конденсаторов большей живучестью благодаря способности к самовосстановлению при пробое пленочного электрода (фольги, металлизированного покрытия).
Пленочные косинусные конденсаторы для коррекции коэффициента мощности
Первые пленочные косинусные конденсаторы изготавливались из слоев бумаги, пропитанной изоляционным маслом (до 1984 года — полихлорированным дифенилом PCB) и фольги, были довольно громоздкими и ненадежными. Большей компактности, а также надежности благодаря самовосстановлению при пробое удалось добиться в металлизированных бумажных конденсаторах (аббревиатура MP) с электродами – металлизированным покрытием по диэлектрику — бумаге, по сути, конденсаторных блоках из нескольких конденсаторных элементов в едином корпусе, соединенных последовательно. После II мировой войны с развитием синтетических материалов бумагу в фольговых и металлизированных конденсаторах стали заменять полимерными пленками — более тонкими благодаря большей электрической прочности диэлектрика (электрическая прочность пропитанной бумаги около 100 V / µm, полипропилена 650 V / µm, полиэтилентерефталата, полиэстера 580 V / µm, полиэтиленнафталата 500 V / µm).
На текущий момент сегмент пленочных конденсаторов формируют (типы по европейским техническим регламентам и DIN 41379):
Выбор того или иного диэлектрика для производства конденсатора в целом определяется электрическими и теплофизическими свойствами материала, а также доступностью пленки нужной толщины и размеров, поскольку производство полимерных пленок для конденсаторов по факту монополизировано несколькими крупными компаниями и высококачественные пленки поставляются на международный рынок под торговыми марками/брендами: Hostaphan®, Mylar® — полиэтилентерефталат и полиэстер, Kaladex® — полиэтиленнафталат, Torelina® — полиэтиленсульфид, Treofan® — полипропилен, Teflon® — политетрафторэтилен, Styroflex® — полистирол, Makrofol® — поликарбонат и т.д.
Статические конденсаторы для компенсации реактивной мощности
6 сентября 2012 в 10:00
Статические конденсаторы получили на промышленных предприятиях наибольшее распространение как средство компенсации реактивной мощности.
Основными достоинствами статических конденсаторов для компенсации реактивной мощности являются:
Кроме того, выход из строя отдельного конденсатора, при надлежащей его защите, не отражается обычно на работе всей конденсаторной установки.
Классификация и технические характеристики статических конденсаторов для компенсации реактивной мощности
Статические конденсаторы классифицируются по следующим признакам: номинальному напряжению, числу фаз, роду установки, виду пропитки, габаритным размерам.
Конденсаторы напряжением 220-660 В выпускаются как в однофазном, так и в трехфазном (соединение секций треугольником) исполнении, а конденсаторы напряжением 1050 В и выше — только в однофазном.
Конденсаторы с возможностью выполнения трехфазных конденсаторных установок напряжением 3,6 и 10 кВ со схемой соединения в звезду.
Конденсаторы напряжением 1050, 3150, 6300 и 10500 В применяются для выполнения трехфазных конденсаторных установок напряжением 1, 3, 6 и 10 кВ со схемой соединения в треугольник. Эти же конденсаторы используются и в конденсаторных установках более высоких напряжений.
По роду установки конденсаторы всех номинальных напряжений могут изготавливаться как для наружных, так и для внутренних установок.
Конденсаторы для наружных установок изготавливаются с внешней изоляцией (изоляторы выводов) на напряжение не ниже 3150 В. По виду пропитки конденсаторы разделяются на конденсаторы с пропиткой минеральным (нефтяным) маслом и конденсаторы с пропиткой синтетическим жидким диэлектриком.
По размерам конденсаторы разделяются на два габарита: первый с размерами 380x120x325 мм, второй с размерами 380x120x640 мм.
Типы и расшифровка обозначений статических конденсаторов для компенсации реактивной мощности
Статические конденсаторы изготовляются следующих типов: КМ, КМ2, КМА, КМ2А, КС, КС2, КСА, КС2А, причем в буквенно-цифровом обозначении типа отражаются классификационные признаки.
Устройство статических конденсаторов для компенсации реактивной мощности
Основными элементами конструкции конденсаторов являются бак с изоляторами и выемная часть, состоящая из батареи секций простейших конденсаторов.
Конденсаторы единой серии напряжением до 1050 В включительно изготавливают со встроенными плавкими предохранителями, последовательно соединенными с каждой секцией. Конденсаторы более высокого напряжения не имеют встроенных плавких предохранителей и требуют отдельной их установки. В этом случае осуществляется групповая зашита конденсаторов плавкими предохранителями. При выполнении групповой защиты в виде плавких предохранителей один предохранитель защищает каждые 5—10 конденсаторов, причем номинальный ток группы не превышает 100 А. Кроме того, устанавливаются общие предохранители для всей батареи.
Для конденсаторов напряжением 1050 В и ниже, имеющих встроенные предохранители, устанавливаются также общие предохранители для батареи в целом, а при значительной мощности батареи — и для отдельных секций.
В зависимости от напряжения сети трехфазные батареи конденсаторов могут комплектоваться из однофазных конденсаторов с последовательным или параллельно — последовательным соединением конденсаторов в каждой фазе батареи.
Присоединение конденсаторных батарей к сети
Батареи конденсаторов любых напряжений могут присоединяться к сети или через отдельный аппарат, предназначенный для включения или отключения только конденсаторов, или через общий аппарат управления с силовым трансформатором, асинхронным двигателем или другим приемником электроэнергии.
Статические конденсаторы в установках напряжением до 1000 В включаются в сеть и отключаются от сети с помощью автоматических выключателей или рубильников.
Конденсаторы, применяемые в установках напряжением выше 1000 В, включаются в сеть и отключаются от сети только посредством выключателей или разъединителей мощности (выключателей нагрузки).
Для того чтобы затраты на отключающую аппаратуру не были очень велики, не рекомендуется принимать мощности конденсаторных батарей менее:
Использование разрядных сопротивлений с конденсаторами для компенсации реактивной мощности
Для безопасности обслуживания отключенных конденсаторов при снятии электрического заряда требуется применение разрядных сопротивлений, присоединенных параллельно к конденсаторам. В целях надежного разряда присоединение разрядных сопротивлений к конденсаторам следует производить без промежуточных разъединителей, рубильников или предохранителей. Разрядные сопротивления должны обеспечивать быстрое автоматическое снижение напряжения на зажимах конденсатора.
По желанию заказчика конденсаторы могут изготовляться со встроенными внутрь разрядными сопротивлениями, расположенными под крышкой на изоляционной прокладке. Эти сопротивления снижают напряжение с максимального рабочего до 50 В не более чем за 1 мин для конденсаторов напряжением 660 В и ниже и не более чем за 5 мин для конденсаторов напряжением 1050 В и выше.
Большинство уже установленных на промышленных предприятиях конденсаторов не имеют встроенных разрядных сопротивлений. В таком случае в качестве разрядного сопротивления при напряжении до 1 кВ для батарей конденсаторов обычно применяют лампы накаливания на напряжение 220 В. Соединение ламп, включенных по нескольку штук последовательно в каждой фазе, производится по схеме треугольника. При напряжении выше 1 кВ в качестве разрядного сопротивления устанавливаются трансформаторы напряжения, включаемые по схеме треугольника или открытого треугольника.
Схема включения ламп накаливания для разряда батарей конденсаторов (до 1000 В) с помощью рубильника с двойными ножами
Постоянное присоединение ламп накаливания, применяемых обычно в качестве разрядных сопротивлений для батарей конденсаторов напряжением до 660 В, вызывает непроизводительные потери энергии и расход ламп.
Чем меньше мощность батареи, тем большая мощность ламп приходится на 1 квар установленных конденсаторов. Более целесообразным является не постоянное присоединение ламп, а их автоматическое включение при отключении конденсаторной установки. Для этой цели может быть использована схема, изображенная на рисунке, в которой применяются рубильники с двойными ножами. Добавочные ножи располагаются таким образом, чтобы включение ламп происходило до отключения батареи от сети, а их отключение — после включения батареи. Это может быть достигнуто путем подбора соответствующего угла между главными и дополнительными ножами рубильника.
При непосредственном присоединении конденсаторов и приемника электроэнергии к сети под общий выключатель специальных разрядных сопротивлений не требуется. В этом случае разряд конденсаторов происходит на обмотки электроприемника.
Комплектные конденсаторные установки общепромышленного исполнения
При выполнении систем электроснабжения промышленных предприятий все более широкое применение находят комплектные, изготавливаемые полностью на заводах элементы. Это относится и к цеховым трансформаторным подстанциям, к ячейкам распределительных устройств и к другим элементам систем электроснабжения, в том числе и к конденсаторным установкам. Применение комплектных устройств значительно сокращает объем строительных и электромонтажных работ, повышает их качество, снижает сроки ввода в эксплуатацию, повышает надежность работы и безопасность при эксплуатации.
Комплектные конденсаторные установки на напряжение 380 В выполняются из трехфазных конденсаторов, а на напряжение 6—10 кВ — из однофазных конденсаторов мощностью 25—75 квар, соединенных в треугольник.
Комплектная конденсаторная установка состоит из вводного шкафа и шкафов с конденсаторами. В установках на напряжение 380 В в вводном шкафу устанавливаются: устройство автоматического регулирования, трансформаторы тока, разъединители, измерительные приборы (три амперметра и вольтметр), аппаратура управления и сигнализации, а также ошиновка.
В случае применения конденсаторов со встроенными разрядными сопротивлениями трансформаторы напряжения не устанавливаются. Ячейка ввода питается кабелем от ячейки распределительного устройства (РУ) 6 — 10 кВ, в которой устанавливается аппаратура управления, измерения и защиты.
Конденсаторы для устройств компенсации реактивной мощности до 50квар
Конденсаторы косинусные КПС EKF PROxima применяются для статической и автоматической компенсации коэффициента реактивной мощности в сетях переменного тока. Низковольтные трехфазные косинусные конденсаторы КПС представляют собой три конденсатора соединенных в треугольник. Конденсаторы изготавливаются на основе металлизированной самовосстанавливающейся полипропиленовой пленки с низким коэффициентом потерь, обеспечивающей высокие эксплуатационные характеристики. Три пленочных конденсатора устанавливаются в алюминиевый корпус цилиндрической формы и заливаются полиуретановой смолой с высоким коэффициентом теплоотвода, увеличивая, таким образом, срок службы конденсатора. Для защиты конденсаторов предусмотрена система отключения при избыточном давлении. Для безопасной работы в трехфазный конденсатор встроен разрядный резистор. Для подсоединения проводников предусмотрен соединитель в пластиковом кожухе. Возможна коммутация алюминиевым и медным проводом.
Безопасно. Разрядные резисторы обеспечивают разряд конденсатора до 75В за 3 минуты после снятия напряжения.
Безопасно. Система отключения при повышении давления обеспечивает отключение конденсатора при экстремальных ситуациях.
Материал конденсаторов MKP – Металлизированная полипропиленовая пленка которая обладает эффектом самовосстановления при пробое.
Клеммы с насечками для надежного соединения с проводниками.
Широкий ассортимент: 1-50квар всегда на складе.
Конденсаторы косинусные КПС EKF PROxima применяются для статической и автоматической компенсации коэффициента реактивной мощности в сетях переменного тока.
Низковольтные трехфазные косинусные конденсаторы КПС представляют собой три конденсатора соединенных в треугольник.
Конденсаторы изготавливаются на основе металлизированной самовосстанавливающейся полипропиленовой пленки с низким коэффициентом потерь, обеспечивающей высокие эксплуатационные характеристики. Три пленочных конденсатора устанавливаются в алюминиевый корпус цилиндрической формы и заливаются полиуретановой смолой с высоким коэффициентом теплоотвода, увеличивая, таким образом, срок службы конденсатора. Для защиты конденсаторов предусмотрена система отключения при избыточном давлении. Для безопасной работы в трехфазный конденсатор встроен разрядный резистор. Для подсоединения проводников предусмотрен соединитель в пластиковом кожухе. Возможна коммутация алюминиевым и медным проводом.
Косинусные трехфазные конденсаторы КПС EKF PROxima предназначены для компенсации реактивной мощности в электрических сетях 400В 50Гц. Применяются в регулируемых и нерегулируемых устройствах компенсации реактивной мощности.
Расчет и выбор конденсаторных батарей для компенсации реактивной мощности
Наиболее распространенными видами компенсирующих устройств, которые выполняют роль местных генераторов реактивной мощности на предприятиях, являются батареи статических конденсаторов и синхронные двигатели. Конденсаторные батареи устанавливают на цеховых общезаводских трансформаторных подстанциях — со стороны низкого или высокого напряжения.
Чем ближе компенсирующее устройство к приемникам реактивной энергии, тем больше звеньев системы электроснабжения разгружается от реактивных токов. Однако при централизованной компенсации, т. е. при установке конденсаторов на трансформаторных подстанциях, конденсаторная мощность используется более полно.
Мощность конденсаторных батарей может быть определена по диаграмме рис. 1.
Рис. 1. Диаграмма мощностей
Реактивная мощность, отдаваемая компенсирующей установкой,
где Q 1 и Q2 — реактивная мощность до и после компенсации.
Активная мощность, потребляемая из сети компенсирующим устройством
Пример расчета и выбор конденсаторных батарей для компенсации реактивной мощности
Необходимо определить номинальную мощность Qк конденсаторной батареи, необходимой для повышения коэффициента мощности до значения 0,95 на предприятии с трехсменным равномерным графиком нагрузки. Среднесуточный расход электроэнергии Аа = 9200 кВтч; Ар = 7400 кварч. Конденсаторы установлены на напряжение 380 В.
P ср = Аа/24 = 9200/24 = 384 кВт.
Мощность конденсаторных батарей
Выбираем трехфазные конденсаторы типа KM1-0,38-13 каждый номинальной мощностью 13 квар на напряжение 380 В. Число конденсаторов в батарее
Мощность различных конденсаторных установок для среднесуточной нагрузки можно найти в электротехнических справочниках и каталогах производителей.
Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!
Подписывайтесь на наш канал в Telegram!
Просто пройдите по ссылке и подключитесь к каналу.
Не пропустите обновления, подпишитесь на наши соцсети: