Установка конденсаторная что это такое
Что такое конденсаторная установка?
Конденсаторные установки 0,4 кВ могут быть исполнены как в навесном так и в напольном шкафу.
Самыми распространенными конденсаторными установками считаются установки на номинальное напряжение 0,4 кВ. Также существуют высоковольтные установки на 6-10 кВ, но их пока рассматривать не будем.
Как правило установки мощностью до 150 кВАр изготавливаются в навесных шкафах с панелью. Габариты таких шкафов от 650*500*220 мм до 1200*750*300 мм. Ввод кабеля предусмотрен обычно снизу. Но при необходимости можно сделать ввод сверху. Для этого достаточно врезать сальники ввода в верхнюю крышку шкафа.
Навесная конденсаторная установка:
Установки мощностью более 150 кВАр собираются в напольных шкафах. Ввод предусматривается снизу или сверху по требованию заказчика.
Напольная конденсаторная установка:
Навесные и напольные конденсаторные установки представляют собой электротехнический шкаф, внутри которого находятся конденсаторы, контакторы, аппараты защиты (разъединители с плавкими вставками или автоматические выключатели) и регулятор реактивной мощности (контроллер). В конденсаторной установке могут быть установлены вентиляция и обогрев в зависимости от мощности установки и условий эксплуатации.
Что такое конденсаторные установки
Конденсаторная установка – это электроустановка, которая состоит из конденсаторов и дополнительного электрооборудования, и применяется для компенсации реактивной мощности электрооборудования. Вследствие работы трансформаторов, электродвигателей, пусковых устройств, происходит производство, как активной энергии, так и реактивной.
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.
Конструкция конденсаторной установки выполнена в виде электроприбора, состоящего из конденсатора и дополнительного электрического оборудования. Данная установка предназначена для компенсации реактивной мощности оборудования, создающей электромагнитные поля и дополнительную нагрузку на электроприборы.
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.
Назначение установок КРМ
Конденсаторные установки известны еще и как установки КРМ – то есть компенсаторы реактивной мощности. Они широко используются в энергетике, трансформаторах, асинхронных двигателях и другом оборудовании с появляющейся реактивной мощностью. Данное явление доставляет определенные неприятности подключенному оборудованию из-за создания дополнительного напряжения в сети. Для снижения негативных последствий и предназначены установки, компенсирующие реактивную мощность.
Очень часто возникает вопрос, зачем нужна конденсаторная установка для чего используется это устройство? Основной функцией данных систем является поддержание заданного уровня коэффициента мощности потребителя. С этой целью в реальном времени отслеживаются изменения нагрузки, после чего в нужный момент происходит включение или отключение нужного количества конденсаторных батарей.
Большая часть нагрузки современных электрических сетей создается на промышленных предприятиях электродвигателями, трансформаторами и другим оборудованием с электромагнитными системами. Для их работы используется реактивная энергия, под действием которой появляется фазовый сдвиг между током и напряжением. При включении нагрузки происходит потребление не только активной, но и реактивной энергии. В связи с этим полная мощность увеличивается в среднем на 20-25% относительно активной мощности. Это соотношение и будет коэффициентом мощности.
Для того чтобы исключить попадание в сеть реактивной мощности применяются различные виды конденсаторных установок. За счет этого она вырабатывается и остается на месте, где и потребляется электрическими нагрузками.
Существует несколько видов установок компенсации реактивной мощности: автоматические высоковольтные и низковольтные, тиристорные, фильтрокомпенсирующие, а также тиристорные установки с фильтрацией высших гармоник. Отдельно следует отметить конденсаторные установки нерегулируемые, компенсирующие реактивную мощность постоянных нагрузок. Типичными примерами такого оборудования различные виды насосов, особенно используемых в системах тепло- и водоснабжения. В этом случае коэффициент мощности повышается за счет приложения постоянной мощности конденсаторов напрямую к реактивной нагрузке.
Преимущества использования конденсаторных установок
Основными положительными качествами компенсационных систем является отсутствие каких-либо вращающихся частей, небольшие удельные потери активной мощности, возможность подбора любой практически необходимой мощности компенсации, возможность подключения к любой точке сети, простая эксплуатация и монтаж, отсутствие шумов во время работы, относительно низкие капиталовложения.
Конденсаторные установки бывают в двух вариантах:
Если предприятие работает, круглые сутки и образование реактивной энергии случается постоянно, то выгодно чтобы конденсаторные установки работали круглые сутки. Но если на производстве, работа распределена неравномерно, предположим, в ночное время нагрузка значительно снижается, необходимо обеспечивать их выключение, так как непрерывная работа может привести к лишнему увеличению напряжения в электросетях.
Таким производствам больше подходят установки с автоматической регулировкой. Они имеют автоматический регулятор, он постоянно следит за значение коэффициента мощности, и, регулирует количество подключенных батарей, что позволяет максимально возмещать её объем.
Срок окупаемости при правильном выборе, может составить от шести месяцев до полутора лет.
Установка выключателя: схема установки, как подключить провода
Установка электросчетчика в квартире
Установка и монтаж ГРЩ
Установка солнечных батарей
Розетки в ванной: выбор и правила установки
Конденсаторные установки распределительных подстанций – назначение, особенности эксплуатации
Реактивная мощность необходима для работы таких потребителей, как асинхронные двигатели различного назначения, насосы, дуговые плавильные печи. Для работы данных потребителей нужно небольшое количество реактивной мощности, но на практике в электрической сети протекают большие объемы реактивной мощности, которая возникает из-за большой нагрузки потребителей с активно-индуктивной нагрузкой.
Наличие большого объема реактивной мощности в электрической сети приводит к дополнительной загрузке линий электропередач, трансформаторов и другого оборудования, является одной из причин падения напряжения на линиях электропередач. Поэтому вопрос о компенсации реактивной мощности на подстанциях является достаточно актуальным. Одним из способов компенсации реактивной мощности является установка на распределительных подстанциях конденсаторных установок.
Включение групп конденсаторов в электрическую сеть осуществляется при помощи контакторов или тиристоров. Современные конденсаторные установки работают в автоматическом режиме, осуществляя автоматическое включение и отключение батарей конденсаторов в зависимости от величины реактивной составляющей в электрической сети.
Конденсаторные установки выпускают в широком диапазоне номинального напряжения – от 0,4 до 35 кВ. Высоковольтные установки напряжением 6, 10, 35 кВ устанавливают, как правило, на шинах распределительных подстанций, где требуется компенсация реактивной мощности. Такие установки называют централизованными. Существуют также индивидуальные и групповые конденсаторные установки, которые компенсируют реактивную мощность непосредственно у потребителя.
Низковольтные конденсаторные установки на напряжение 0,4-0,66 кВ служат для компенсации реактивной мощности непосредственно на нагрузках – сварочных аппаратах, насосах, электродвигателях и других потребителях с активно-индуктивным характером нагрузки. Низковольтные компенсаторы позволяют компенсировать, как постоянную, так и скачкообразную реактивную мощность благодаря высокому быстродействию.
Эксплуатация конденсаторных установок
Для обеспечения продолжительности срока службы конденсаторных установок необходимо придерживаться правил по их эксплуатации.
Компенсаторы, как и любое электрическое оборудование, рассчитаны на работу при заданных номинальных электрических параметрах – тока нагрузки и напряжения.
Допускается перегрузка установки на 30-50% по току (в зависимости от типа конденсаторной установки) и 10% по напряжению. Запрещается работа компенсаторов в случае возникновения больших перекосов фазных токов, а также при различном напряжении на отдельных конденсаторах (группах конденсаторов). Для компенсации реактивной мощности не симметричной нагрузки существует отдельные типы конденсаторных установок.
Конденсаторные установки имеют защиту от аварийных режимов работы. Поэтому в случае отключения установки действием встроенных защит запрещается вводить ее в работу до выявления причины срабатывания защитных устройств.
В процессе эксплуатации конденсаторных установок необходимо производить их периодические осмотры для своевременного обнаружения неисправностей, повреждений элементов. Установки выводятся из работы при обнаружении следующих признаков: течь пропиточной жидкости конденсаторов, признаки пробоя обкладок, деформация стенок конденсаторов. Также следует обратить внимание на состояние опорных изоляторов, ошиновки и контактных соединений.
Компенсаторы могут работать как в ручном, так и в автоматическом режиме. Выбор режима зависит от требований к качеству электроснабжения. Если требуется поддерживать коэффициент мощности (соотношение реактивной мощности к полной мощности) на высоком уровне, то установки работают в автоматическом режиме.
При отсутствии жестких требований к величине реактивной составляющей, конденсаторные установки включаются обслуживающим персоналом, который осуществляет контроль над режимом работы оборудования подстанции, в частности контролирует уровень реактивной мощности в электрической сети.
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:
Для чего нужны конденсаторные установки
Многие из нас не имеют представления о том, что такое конденсаторные установки, как они осуществляют свою работу и вообще для чего нужны. Ответы на эти вопросы хотелось бы знать многим потенциальным покупателям конденсаторных установок.
Прежде всего, стоит отметить, что конденсаторная установка – это электрический прибор, установка, имеющая непосредственно конденсатор и дополнительное электрическое оборудование. Как правило, конденсаторная установка используется в целях компенсирования реактивной мощности электрического оборудования, которая создает электромагнитные поля и дополнительную нежелательную нагрузку на электроприбор.
При включении конденсаторные установки (установки КРМ – компенсации реактивной мощности) уже регулируют нагрузку на электрический прибор посредством различных приспособлений:
Эта система позволяет значительно сократить потери в кабельных линиях, при этом установки крм весьма просты в эксплуатации и монтаже, работают бесшумно.
Интернет-магазин электротехнических товаров компании ЭНЕРГОПУСК предлагает вниманию своих покупателей конденсаторные установки различных вариантов, в частности, УКМ 58 и УКП(Л).
Где и кем используются установки конденсаторные
Конденсаторные установки нашли широкое применение в электроэнергетике. Они активно используются в асинхронных двигателях, трансформаторах и подобных им оборудованиях, где возникает реактивная мощность. Всем известно, что реактивная мощность абсолютно не нужна никакому оборудованию, ведь она создает дополнительное напряжение в сети. Вот для компенсирования таких неприятностей и применяется установка компенсации реактивной мощности.
УКЛ(П) – это конденсаторные установки высокого напряжения, имеющие в составе полипропиленовую пленку, которая пропитана абсолютно безвредным экологическим веществом. Такая пленка выполняет функции диэлектрика в конденсаторной установке. Наличие внутреннего предохранителя и внутреннего разрядного резистора обеспечивает защиту конденсаторной установки.
Снижая энергопотери при работе электрооборудования, конденсаторные установки продлевают срок службы такого оборудования. Типичными пользователями установок КРМ являются чаще всего предприятия химической и нефтеперерабатывающей промышленности.
Остались вопросы?
Специалисты ЭНЕРГОПУСК ответят на Ваши вопросы:
8-800-700-11-54 (8-18, Пн-Вт)
Конденсаторные установки распределительных подстанций – назначение, особенности эксплуатации
Устройство
Устройство конденсатора связи 110 кВ не назовешь простейшим. Он состоит из двух разделенных между собой обкладок, в качестве диэлектрика применяют изолирующую конденсаторную бумагу. Для создания необходимой емкостной составляющей на пунктах распределения силовые конденсаторы нужного количества соединяют в конденсаторные батареи, подключая их либо последовательно, либо параллельно.
Собранные конденсаторные батареи помещают в фарфоровый корпус, являющийся изолятором, затем пространство между ними заливается трансформаторным маслом. Трансформаторное масло является отличным диэлектриком и не пропускает электрического тока. Выводы обкладок впоследствии соединяют с металлическими крышками, которые герметично закрывают конденсаторные батареи.
В настоящее время конденсаторы связи выполняют в фарфоровых и металлических корпусах (предназначены для подключения аппаратуры связи до 110 кВ и подсоединения к грозозащитным тросам). Силовые конденсаторы вместе с высокочастотными заградителями и специализированными фильтрами необходимо настраивать на определенное напряжение сети, к которой они подключены.
Конструкция
БСК состоит из групп силовых конденсаторов, собранных в стальные несущие блоки, закрепленные на полимерных изоляторах. БСК выполняется на трех стойках с размещенными на них конденсаторами, токоограничивающими реакторами и трансформаторами тока. Между стойками БСК предусмотрены 6-метровые проезды для автокрана, предназначенные для монтажа блоков конденсаторов.
Трансформаторы тока ТФЗМ (по 1 на фазу) подключены первичной обмоткой в разрыв двух параллельных групп, и в случае разбаланса выдают сигнал на устройства РЗА для отключения головного выключателя. Токоограничивающие реакторы (по 1 на фазу) ограничивают ток при включении БСК. Соединения выполнены гибкой медной шиной, для предотвращения повреждения изоляторов при температурном расширении/сжатии либо при воздействии электродинамических сил.
При заказе БСК указывается мощность батареи, номинальное напряжение и ток КЗ на месте установки, тип и количество конденсаторов в батарее, категория размещения и климатическое исполнение.
Виктор ИТКИН,технический директор ЗАО «Матик-электро».
Снижение потерь при передаче электроэнергии с помощью БСК
Доля технологических потерь электроэнергии в распределительных электрических сетях напряжением 6—10 кВ в среднем составляет 8—12% от величины электроэнергии, отпущенной в сеть данного напряжения. Величина потерь электроэнергии определяется параметрами электрической схемы, конструкцией сетей и режимом нагрузки. Как показали расчеты для реальных сетей 10 кВ, потери электроэнергии существенно зависят от величины реактивной мощности, передаваемой потребителям по элементам сети. Например, при изменении коэффициента мощности (tg φ) от 0,5 до 0,8 потери электроэнергии увеличиваются примерно на 20%.
Анализ показаний счетчиков активной и реактивной электроэнергии показал, что значения коэффициентов мощности на шинах 10 кВ источников питания и на подстанциях 35—110/10 кВ изменяются в процессе эксплуатации и достигают значений 0,77—0,85. То есть, потери электроэнергии при передаче реактивной мощности становятся существенными.
| Номенклатура БСК и КРМ | Мощность |
|---|---|
| КРМ 0,4—0,66 кВ | 50—2000 кВАр |
| БСК 6—10 кВ | 5—50 МВАр |
| БСК 35 кВ | 10—50 МВАр |
| БСК 110 кВ | 20—60 МВАр |
| БСК 220 кВ | 52—104 МВАр |
Эффективным способом снижения потерь электрической энергии в сетях 10 кВ является установка батарей статических конденсаторов.
Выбор мощности и мест установки компенсирующих устройств проводится по условию минимума приведенных затрат с учетом стоимости компенсирующих устройств и ожидаемой экономии от снижения потерь электрической энергии.
Энергоэффективность производственных электросетей
Относительно недавно необходимости в подобном оборудовании не существовало. Однако сейчас специалистов, задумывающихся о том, для чего нужны конденсаторные установки, практически не осталось. Слишком очевидна проблема дефицита качественной электроэнергии.
Количество потребителей лавинообразно растет, промышленное оборудование становится все более чувствительным к параметрам электроэнергии, однако морально устаревшие сети не справляются с нагрузкой ни по качественным, ни по количественным характеристикам. В процессе транспортировки электроэнергии и работы многих установок образуется не только активная, но и реактивная мощность. Часть мощности системы расходуется в пустую, повышая стоимость траспортировки ресурса, увеличивая его расход и перегружая систему. Для электрических сетях с реактивной мощностью характерны нагрев отдельных элементов, появление пробоев и перегрузок.
Чтобы избежать негативных последствий, необходимо вкладывать значительные средства в модернизацию сетей: увеличивать сечение кабелей, устанавливать трансформаторы и другое оборудование повышенной мощности. Однако есть более простое и эффективное решение.
Конденсаторные установки обладают целым рядом преимуществ:
Эффективность применения конденсаторных установок
То, насколько выгодным окажется использование агрегата, зависит от правильного выбора способа подключения и дальнейшего обслуживания.
Выбор режима компенсации
Существуют следующие схемы компенсации:
Режимы компенсации
Выбор типа компенсации
Различные типы компенсации реактивной нагрузки отличаются схемами подключения и особенностями управления.
Нерегулируемая компенсация
Здесь к требующему разгрузки оборудованию напрямую или к питающей его шине подсоединяется батарея конденсаторов со стабильной емкостью. Управление реализуется посредством автоматического выключателя или контакторного механизма.
Автоматическая компенсация
Подразумевает поддержание мощностного коэффициента на определенном уровне через контроль продуцируемой индуктивной энергии сообразно с колебаниями нагрузки. Используются специальные батареи и электронное управление.
Динамическая компенсация
Применяется для работы с часто и резко меняющимися нагрузками. Помимо батареи конденсаторов, задействуется электронное устройство, нивелирующее реактивные потери.
Учет условий эксплуатации и содержания гармоник в сети
Установку нужно приобретать, принимая во внимание будущие условия обслуживания в течение всего периода использования
Учет условий эксплуатации
При планировании использования агрегата нужно учитывать:
Учет воздействия гармоник
Если в сети нет нелинейных нагрузок, используются типовые конденсаторные элементы, при наличии слабовыраженных – детали с большим номиналом. Если нагрузок такого типа много, в ход идут высокоемкие конденсаторы с катушками, предотвращающими резонанс.
Понятие об активной и реактивной мощностях
Когда электросеть включает в себя только активные нагрузочные компоненты, изменения фаз тока и напряжения совпадают друг с другом, и потребляемый ресурс ограничивается полезной мощностью (ее можно также называть активной). Но на практике сети часто включают в себя компоненты, несущие значительную индуктивную нагрузку. Продуцируемая ею реактивная мощностная компонента отличается отставанием одной из величин (напряжения либо тока) от другой. В итоге в периоды времени, когда величины имеют обратные друг другу знаки, мощность идет в сторону генератора, не выполняя полезную работу. Это приводит к тратам энергетических ресурсов вхолостую, при этом за эти траты платит потребитель.
Важно! Реактивная мощность создает избыточную нагрузку на кабельные элементы (для ее нивелирования требуется применение более толстых проводов), коммутационные и трансформаторные устройства, из-за чего они быстрее выходят из строя. Еще один побочный эффект – отклонение сетевого напряжения от номинального показателя
Фазовый сдвиг между токовой силой и напряжением
Установка конденсаторов
5.6.26. Конструкция конденсаторной установки должна соответствовать условиям окружающей среды.
5.6.27. Конденсаторные установки с общей массой масла более 600 кг в каждой должны быть расположены в отдельном помещении, отвечающем требованиям огнестойкости, приведенным в 4.2.76, с выходом наружу или в общее помещение.
Конденсаторные установки с общей массой масла до 600 кг в каждой, а также конденсаторные установки, состоящие из конденсаторов с негорючей жидкостью, могут размещаться в помещениях РУ до 1 кВ и выше или в основных и вспомогательных помещениях производств, отнесенных к категориям Г и Д по противопожарным требованиям СНиП Госстроя России.
5.6.28. При расположении внутри помещения конденсаторной установки выше 1 кВ с общей массой масла более 600 кг под установкой должен быть устроен маслоприемник, рассчитанный на 20% общей массы масла во всех конденсаторах и выполненный в соответствии с требованиями, приведенными в 4.2.101. При наружном расположении устройство маслоприемников под конденсаторами не требуется.
5.6.29. Конденсаторные установки, размещенные в общем помещении, должны иметь сетчатые ограждения или защитные кожухи. Должны бьггь также выполнены устройства, предотвращающие растекание синтетической жидкости по кабельным каналам и полу помещения при нарушении герметичности корпусов конденсаторов и обеспечивающие удаление паров жидкости из помещения.
5.6.30. Расстояние между единичными конденсаторами должно быть не менее 50 мм и должно выбираться по условиям охлаждения конденсаторов и обеспечения изоляционных расстояний.
5.6.31. Указатели перегорания внешних предохранителей конденсатора должны быть доступны для осмотра при работе батареи.
5.6.32. Температура окружающего конденсаторы воздуха не должна выходить за верхний и нижний пределы, установленные ГОСТ или техническими условиями на конденсаторы соответствующего типа.
Помещение или шкафы конденсаторной установки должны иметь отдельную систему естественной вентиляции; если она не обеспечивает снижения температуры воздуха в помещении до наибольшей допустимой, необходимо применять искусственную вентиляцию.
5.6.33. Для конденсаторов, устанавливаемых на открытом воздухе, должно учитываться наличие солнечного излучения. Конденсаторы на открытом воздухе рекомендуется устанавливать так, чтобы отрицательное воздействие на них солнечной радиации было наименьшим.
5.6.34. Соединение выводов конденсаторов между собой и присоединение их к шинам должны выполняться гибкими перемычками.
5.6.35. Конструкции, на которых устанавливаются конденсаторы, должны выполняться из несгораемых материалов. При выборе способа крепления конденсаторов необходимо учитывать тепловое расширение корпуса конденсатора.
5.6.36. При наружной установке расстояния от конденсаторов, заполненных маслом, до другого оборудования, а также противопожарные расстояния от них до зданий и сооружений должны приниматься по 4.2.67 и 4.2.68.
5.6.37. При наружной установке маслонаполненные конденсаторы должны устанавливаться согласно противопожарным требованиям группами мощностью не более 30 Мвар каждая. Расстояние в свету между группами одной конденсаторной установки должно быть не менее 4 м, а между группами разных конденсаторных установок — не менее 6 м.
5.6.38. В одном помещении с конденсаторами допускается установка относящихся к ним разрядных резисторов, разъединителей, выключателей нагрузки, малообъемных выключателей и измерительных трансформаторов.
5.6.39. При разделении конденсаторной батареи на части рекомендуется располагать их таким образом, чтобы была обеспечена безопасность работ на каждой из частей при включенных остальных.
5.6.40. На конденсаторной установке должны предусматриваться приспособления для заземления несущих металлических конструкций, которые могут находиться под напряжением при работе установки.
Назначение конденсаторных установок
В зависимости от требований заказчика, КУ решают следующие задачи:
Наиболее эффективны КУ на производствах с высоким содержанием асинхронных двигателей, силовых установок с cos φ = 0,7 и ниже, и т.д.
6.4. Основные условия размещения конденсаторных установок
Общие требования к размещению конденсаторных установок приведены в ПУЭ. Способы размещения зависят также от типа КУ и их исполнения (для внутренней или наружной установки, комплектные или собираемые из отдельных элементов и т. п.). Расположение установки на генплане оказывает влияние на компоновку в зависимости от того, устанавливается она совместно с другим оборудованием в одном помещении или отдельно. Если компоновка позволяет заменить кабельные связи шинными, это, как правило, приводит к повышению надежности. Приближение КУ к потребителю реактивной мощности, совмещение в общем помещении конденсаторных установок с другим электрооборудованием экономически выгодно.
Рис. 6.5. Компоновка конденсаторных установок:
а — в распределительном устройстве; б — совместно с КТП; в — между колоннами цеха (в этом случае задняя стенка должна быть закрыта стальным листом); г — вблизи стены
На рис. 6.5 приведены компоновки конденсаторных установок в распределительных устройствах совместно с комплектными трансформаторными подстанциями и в других помещениях. По конструктивным особенностям КУ, изготовленные на конденсаторном заводе или в монтажных мастерских, имеют некоторые отличия, однако каждая КУ состоит из ячеек ввода и конденсаторных ячеек. Ячейки КУ могут быть обшиты с наружных сторон тонколистовой сталью или помещены в открытый металлический каркас с установленными внутри конденсаторами и вспомогательным оборудованием.
При разработке узлов и отдельных элементов конденсаторные установки должны учитываться следующие требования: конструкции должны обеспечивать необходимую степень надежности и быть удобными в монтаже и эксплуатации (рис. 6.6); они должны выдерживать без повреждения усилия, которые могут возникать как при эксплуатации, например при КЗ, так и при транспортировке. Последнее особенно следует учитывать для крупноблочных электроконструкций.
Рис. 6.6. Установка и закрепление конденсаторов на конструкции конденсаторной установки: а — жесткое закрепление снизу и сверху скобы угольниками; б — подвесное на швеллерах; в — подвесное на угольниках
Выбор сечения сборных шин КУ производится по току, соответствующему 150% значения, рассчитанного по номинальной мощности и номинальному напряжению конденсаторов, и проверяется на динамическую стойкость при токе КЗ 50 кА для конденсаторной установки 380 В и 70 кА для конденсаторной установки 10 кВ. Для ошиновки конденсаторных установок 3—10 кВ применяются сталь и алюминий, для конденсаторной установки 380 В — алюминий, в особых случаях — медь.
Конденсаторы работают со сравнительно высокими напряженностями поля в диэлектрике. Совместное действие этих напряженностей и высокой рабочей температуры приводит к сокращению срока службы конденсаторов. Поэтому вентиляция конденсаторных установок должна обеспечивать хорошую циркуляцию воздуха вокруг каждого конденсатора. Большое значение это имеет для конденсаторов, которые установлены в несколько ярусов один над другим. Для обеспечения хорошей вентиляции следует избегать горизонтальных межъярусных перегородок. При этом необходимо учитывать определенные расстояния между соседними конденсаторами и окружающими стенками, для того чтобы можно было всю поверхность конденсатора полностью использовать для отвода тепла.
На рис. 6.7 приведены минимальные расстояния при установке конденсаторов.
По сравнению с другим электрическим оборудованием конденсаторы имеют малые потери. Они составляют 0,25— 0,35% номинальной мощности, т. е. 2,5—3,5 Вт на 1 квар. В зоне нормальных температур потери почти постоянны. Потери активной мощности в конденсаторах определяются по формуле
где Q—мощность конденсаторной установки, квар; tgS =0,0025 для конденсаторов выше 1000 В, tg 6=0,0035 для конденсаторов до 1000 В.
Для КУ 3—10 кВ мощностью 600 квар потери составляют 0,0025X600=1,5 кВт.
Помещения, где устанавливаются КУ, должны иметь естественную вентиляцию; если последняя не обеспечивает снижения температуры воздуха в помещении до уровня максимально допустимой, необходимо применять искусственную вентиляцию. При этом среднечасовая температура охлаждающего воздуха, измеренная в самом горячем месте установки—между конденсаторами, не должна превышать
верхнего значения температуры окружающей среды более чем на 5°С. Температура окружающего воздуха в помещении конденсаторных установок не должна превышать 35 °С.
Рис. 6.7. Минимальные расстояния при установке конденсаторов внутри металлического корпуса:
а — требуемые ПУЭ расстояния от токоведущих частей до различных элементов каркаса; б — то же но от токоведущих частей до сетчатого ограждения; в — рекомендуемые расстояния в зависимости от толщины конденсаторов
Не допускается устанавливать конденсаторные установки в цехах с насыщенной токопроводящей пылью, с химически активной и взрывоопасной средой, а также в цехах, где конденсаторы могут подвергаться постоянным сотрясениям, вибрациям и ударам. При размещении конденсаторных установок в отдельным помещении для защиты от случайных прикосновений к частям оборудования, находящимся под напряжением, должно предусматриваться сетчатое ограждение высотой не менее 1,7 м от пола. При установке в производственных помещениях могут предусматриваться сплошные ограждения из листовой стали с отверстиями для вентиляции. Корпуса (баки) конденсаторов, металлические конструкции, на которых они стоят, сетчатые ограждения и другие нетоковедущие части конструкции конденсаторной установки должны быть заземлены и присоединены к общему контуру заземления подстанции, цеха. В ячейке ввода КУ должны быть предусмотрены зажимы для присоединения переносных заземляющих устройств. Конденсаторные установки с массой масла меньше 600 кг могут располагаться в помещениях щитов управления распределительных устройств, а также в производственных помещениях, отнесенных к категориям Г и Д.
Определение общей массы масла производится по каталожным данным на конденсаторы или КУ, в которых указывается общая масса масла и в том числе масса так называемого свободного масла, т. е. масла, которое не впиталось в изолирующий материал конденсаторов и находится в свободном состоянии в баках конденсаторов. При отсутствии каталожных данных общую массу масла можно определить из расчета 0,7 кг на 1 квар установленной мощности конденсаторов и в том числе свободного масла 0,4 кг на 1 квар.
Защита
5.6.16. Конденсаторные установки в целом должны иметь, защиту от токов КЗ, действующую на отключение без выдержки времени. Защита должна быть отстроена от токов включения установки и толчков тока при перенапряжениях.
5.6.17. Конденсаторная установка в целом должна иметь защиту от повышения напряжения, отключающую батарею при повышении действующего значения напряжения сверх допустимого. Отключение установки следует производить с выдержкой времени 3-5 мин. Повторное включение конденсаторной установки допускается после снижения напряжения в сети до номинального значения, но не ранее чем через 5 мин после ее отключения. Защита не требуется, если батарея выбрана с учетом максимально возможного значения напряжения цепи, т. е. так, что при повышении напряжения к единичному конденсатору не может быть длительно приложено напряжение более 110% номинального.
5.6.18. В случаях, когда возможна перегрузка конденсаторов токами высших гармоник, должна быть предусмотрена релейная защита, отключающая конденсаторную установку с выдержкой времени при действующем значении тока для единичных конденсаторов, превышающем 130% номинального.
5.6.19. Для конденсаторной батареи, имеющей две или более параллельные ветви, рекомендуется применять защиту, срабатывающую при нарушении равенства токов ветвей.
5.6.20. На батареях с параллельно-последовательным включением конденсаторов каждый конденсатор выше 1,05 кВ должен быть защищен внешним предохранителем, срабатывающим при пробое конденсатора. Конденсаторы 1,05 кВ и ниже должны иметь встроенные внутрь корпуса плавкие предохранители по одному на каждую секцию, срабатывающие при пробое секции.
5.6.21. На батареях, собранных по схеме электрических соединений с несколькими секциями, должна применяться защита каждой секции от токов КЗ независимо от защиты конденсаторной установки в целом. Такая защита секции необязательна, если каждый единичный конденсатор защищен отдельным внешним или встроенным предохранителем. Защита секции должна обеспечивать ее надежное отключение при наименьших и наибольших значениях тока КЗ в данной точке сети.
5.6.22. Схема электрических соединений конденсаторных батарей и предохранители должны выбираться такими, чтобы повреждение изоляции отдельных конденсаторов не приводило к разрушению их корпусов, повышению напряжения выше длительно допустимого на оставшихся в работе конденсаторах и отключению батареи в целом.
Для защиты конденсаторов выше 1 кВ должны применяться предохранители, ограничивающие значение тока КЗ.
Внешние предохранители конденсаторов должны иметь указатели их перегорания.
5.6.23. Защита конденсаторных установок от грозовых перенапряжений должна предусматриваться в тех случаях и теми же средствами, какие предусмотрены в гл. 4.2.
Конденсаторные установки распределительных подстанций – назначение, особенности эксплуатации
Наличие большого объема реактивной мощности в электрической сети приводит к дополнительной загрузке линий электропередач, трансформаторов и другого оборудования, является одной из причин падения напряжения на линиях электропередач. Поэтому вопрос о компенсации реактивной мощности на подстанциях является достаточно актуальным. Одним из способов компенсации реактивной мощности является установка на распределительных подстанциях конденсаторных установок.
Включение групп конденсаторов в электрическую сеть осуществляется при помощи контакторов или тиристоров. Современные конденсаторные установки работают в автоматическом режиме, осуществляя автоматическое включение и отключение батарей конденсаторов в зависимости от величины реактивной составляющей в электрической сети.
Конденсаторные установки выпускают в широком диапазоне номинального напряжения – от 0,4 до 35 кВ. Высоковольтные установки напряжением 6, 10, 35 кВ устанавливают, как правило, на шинах распределительных подстанций, где требуется компенсация реактивной мощности. Такие установки называют централизованными. Существуют также индивидуальные и групповые конденсаторные установки, которые компенсируют реактивную мощность непосредственно у потребителя.
Низковольтные конденсаторные установки на напряжение 0,4-0,66 кВ служат для компенсации реактивной мощности непосредственно на нагрузках – сварочных аппаратах, насосах, электродвигателях и других потребителях с активно-индуктивным характером нагрузки. Низковольтные компенсаторы позволяют компенсировать, как постоянную, так и скачкообразную реактивную мощность благодаря высокому быстродействию.
Эксплуатация конденсаторных установок
Для обеспечения продолжительности срока службы конденсаторных установок необходимо придерживаться правил по их эксплуатации.
Компенсаторы, как и любое электрическое оборудование, рассчитаны на работу при заданных номинальных электрических параметрах – тока нагрузки и напряжения.
Допускается перегрузка установки на 30-50% по току (в зависимости от типа конденсаторной установки) и 10% по напряжению. Запрещается работа компенсаторов в случае возникновения больших перекосов фазных токов, а также при различном напряжении на отдельных конденсаторах (группах конденсаторов). Для компенсации реактивной мощности не симметричной нагрузки существует отдельные типы конденсаторных установок.
Конденсаторные установки имеют защиту от аварийных режимов работы. Поэтому в случае отключения установки действием встроенных защит запрещается вводить ее в работу до выявления причины срабатывания защитных устройств.
В процессе эксплуатации конденсаторных установок необходимо производить их периодические осмотры для своевременного обнаружения неисправностей, повреждений элементов. Установки выводятся из работы при обнаружении следующих признаков: течь пропиточной жидкости конденсаторов, признаки пробоя обкладок, деформация стенок конденсаторов
Также следует обратить внимание на состояние опорных изоляторов, ошиновки и контактных соединений
Компенсаторы могут работать как в ручном, так и в автоматическом режиме. Выбор режима зависит от требований к качеству электроснабжения. Если требуется поддерживать коэффициент мощности (соотношение реактивной мощности к полной мощности) на высоком уровне, то установки работают в автоматическом режиме.
При отсутствии жестких требований к величине реактивной составляющей, конденсаторные установки включаются обслуживающим персоналом, который осуществляет контроль над режимом работы оборудования подстанции, в частности контролирует уровень реактивной мощности в электрической сети.
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.