Монтаж конденсаторных установок

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.

Конденсаторные установки представляют собой набор батарей статических конденсаторов . Величина реактивной мощности в электрической сети постоянно меняется, так как изменяется величина нагрузки потребителей. Поэтому батареи конденсаторов разделяют на группы, что позволяет компенсировать реактивную мощность ступенчато, в зависимости от ее величины.

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.

В помещении, где установлены компенсирующие установки, должна поддерживаться температура в пределах, указанных в паспортных данных установки. Обычно это диапазон температур в пределах -40…+50 °C.

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.

Раздел 5. Электросиловые установки

Глава 5.6. Конденсаторные установки

Область применения, определения

5.6.1. Настоящая глава Правил распространяется на конденсаторные установки до 500 кВ (вне зависимости от их исполнения), присоединяемые параллельно индуктивным элементам электрических систем переменного тока частотой 50 Гц и предназначенные для компенсации реактивной мощности электроустановок и регулирования напряжения. Глава не распространяется на конденсаторные установки для продольной компенсации, фильтровые и специальные.

Конденсаторные установки напряжением до 1 кВ и выше должны также удовлетворять соответственно требованиям гл. 4-1 и 4.2.

5.6.2. Конденсаторной установкой называется электроустановка, состоящая из конденсаторов, относящегося к ним вспомогательного электрооборудования (выключателей, разъединителей, разрядных резисторов, устройств регулирования, защиты и т. п.) и ошиновки.

Конденсаторная установка может состоять из одной или нескольких конденсаторных батарей или из одного или нескольких отдельно установленных единичных конденсаторов, присоединенных к сети через коммутационные аппараты.

5.6.3. Конденсаторной батареей называется группа единичных конденсаторов, электрически соединенных между собой.

5.6.4. Единичным конденсатором называется конструктивное соединение одного или нескольких конденсаторных элементов в общем корпусе с наружными выводами.

Термин “конденсатор” используется тогда, когда нет необходимости подчеркивать различные значения терминов “единичный конденсатор” и “конденсаторная батарея”.

5.6.5. Конденсаторным элементом (секцией) называется неделимая часть конденсатора, состоящая из токопроводящих обкладок (электродов), разделенных диэлектриком.

5.6.6. Последовательным рядом при параллельно-последовательном соединении конденсаторов в фазе батареи называется часть батареи, состоящая из параллельно включенных конденсаторов.

Схема электрических соединений, выбор оборудования

5.6.7. Конденсаторные установки могут присоединяться к сети через отдельный аппарат, предназначенный для включения и отключения только конденсаторов, или через общий аппарат с силовым трансформатором, асинхронным электродвигателем или другим электроприемником. Эти схемы могут применяться при любом напряжении конденсаторной установки.

5.6.8. Конденсаторные батареи на напряжение выше 10 кВ собираются из однофазных конденсаторов путем их параллельно-последовательного соединения. Число последовательных рядов конденсаторов выбирается так, чтобы в нормальных режимах работы токовая нагрузка на конденсаторы не превышала номинального значения. Число конденсаторов в ряду должно быть таким, чтобы при отключении одного из них из-за перегорания предохранителя напряжение на оставшихся конденсаторах ряда не превышало 110% номинального.

5.6.9. Конденсаторные батареи па напряжение 10 кВ и ниже должны собираться, как правило, из конденсаторов с номинальным напряжением, равным номинальному напряжению сети. При этом допускается длительная работа единичных конденсаторов с напряжением не более 110% номинального.

5.6.10. В трехфазных батареях однофазные конденсаторы соединяются в треугольник или звезду. Может применяться также последовательное или параллельно-последовательное соединение однофазных конденсаторов в каждой фазе трехфазной батареи.

5.6.11. При выборе выключателя конденсаторной батареи должно учитываться наличие параллельно включенных (например, на общие шины) конденсаторных батарей. При необходимости должны быть выполнены устройства, обеспечивающие снижение толчков тока в момент включения батареи.

5.6.12. Разъединитель конденсаторной батареи должен иметь заземляющие ножи со стороны батареи, сблокированные со своим разъединителем. Разъединители конденсаторной батареи должны быть сблокированы с выключателем батареи.

5.6.13. Конденсаторы должны иметь разрядные устройства.

Единичные конденсаторы для конденсаторных батарей рекомендуется применять со встроенными разрядными резисторами. Допускается установка конденсаторов без встроенных разрядных резисторов, если на выводы единичного конденсатора или последовательного ряда конденсаторов постоянно подключено разрядное устройство. Разрядные устройства могут не устанавливаться на батареях до 1 кВ, если они присоединены к сети через трансформатор и между батареей и трансформатором отсутствуют коммутационные аппараты.

В качестве разрядных устройств могут применяться:

трансформаторы напряжения или устройства с активно-индуктивным сопротивлением – для конденсаторных установок выше 1 кВ;

устройства с активным или активно-индуктивным сопротивлением – для конденсаторных установок до 1 кВ.

5.6.14. Для достижения наиболее экономичного режима работы электрических сетей с переменным графиком реактивной нагрузки следует применять автоматическое регулирование мощности конденсаторной установки путем включения и отключения ее в целом или отдельных ее частей.

5.6.15. Аппараты и токоведущие части в цепи конденсаторной батареи должны допускать длительное прохождение тока, составляющего 130% номинального тока батареи.

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.

Читайте также:  Как изготавливают профлист?

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.

Электрические измерения

5.6.24. Емкости фаз конденсаторной установки должны контролироваться стационарными устройствами измерения тока в каждой фазе.

Для конденсаторных установок мощностью до 400 квар допускается измерение тока только в одной фазе.

5.6.25. Реактивная энергия, выданная в сеть конденсаторами, должна учитываться согласно требованиям гл. 1.5.

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.

Конденсаторные установки для повышения коэффициента мощности – Монтаж конденсаторных установок

Содержание материала

ГЛАВА ДЕСЯТАЯ
МОНТАЖ КОНДЕНСАТОРНЫХ УСТАНОВОК

1. МОНТАЖ КОНДЕНСАТОРОВ

Конденсаторы мощностью 25 или 10 кВАр размещаются в батареях в два-три яруса на металлических «стеллажах» или в металлических «шкафах». Перед установкой конденсаторов на металлоконструкции они должны быть подвергнуты тщательному внешнему осмотру с целью проверки их исправности. При этом надо обратить внимание на целость выводных изоляторов (отсутствие трещин и других механических повреждений) и на целость баков (отсутствие вмятин и признаков вытекания масла из бака).
Согласно ГОСТ 1282-58, емкости отдельных конденсаторов могут значительно отклоняться одна от другой, составляя от 95 до 115% расчетной емкости конденсаторов данного типа. Между тем Правила устройства электроустановок допускают расхождения в значениях линейных токов в присоединении трехфазной батареи не более чем на 5%. Это требование должно учитываться при расстановке конденсаторов на металлоконструкциях.
Рекомендуется до расстановки конденсаторов списать с маркировочной таблички («паспорта») каждого конденсатора его номер и емкость и по этим данным составить ведомость расстановки конденсаторов с таким расчетом, чтобы разница в емкостях фаз была возможно меньшей и во всяком случае не превышала 10%. Из выражений, приведенных в (§ 2-3), следует, что тогда расхождения в значениях линейных токов будут не более 5%. Составление такой ведомости позволит избежать перестановки конденсаторов с места на место для уравнивания емкостей фаз.
В батареях с параллельно-последовательным соединением конденсаторов должны быть также уравнены емкости последовательно соединенных групп.
При перемещении конденсаторов (подъеме, передвигании и т. п.) надо брать их за ручки, имеющиеся на торцовых стенках бака, а при отсутствии ручек — за бак, но ни в коем случае нельзя брать за выводные изоляторы.
Между соседними конденсаторами, стоящими на металлоконструкции, должны оставаться промежутки для свободного протекания охлаждающего воздуха. Величина промежутков, предусмотренная проектом, определяется конструктивными чертежами конденсатор· ной установки, а минимальные допустимые размеры их для конденсаторов типа КМ различных габаритов указаны в § 9-2.

Конденсаторы должны быть установлены на стеллажах таким образом, чтобы таблички с паспортными данными конденсаторов были обращены в сторону прохода обслуживания. Для большего удобства монтажа концы плоских шин, присоединяемые к конденсаторам, выполняются в виде вилок, т. е. в них делаются не круглые отверстия, а прорезы шириной, соответствующей диаметру токоведущего стержня выводного изолятора. Не рекомендуется укладка сборных шин батареи непосредственно на выводные изоляторы, т. е. без ответвлений.
В батареях с параллельным соединением конденсаторов, где конденсаторы устанавливаются на заземленных металлоконструкциях, бак каждого конденсатора заземляется при помощи отдельной стальной шинки. Один конец ее приваривается к металлоконструкции, а другой вводится под заземляющий болт, имеющийся на конденсаторном баке.
В батареях с параллельно-последовательным соединением конденсаторов баки последних изолируются от земли и заземление баков не производится, если только изоляция конденсаторов по отношению к корпусу не рассчитана на полное напряжение сети (§ 9-2).
Окраска конденсаторов производится до установки их на металлоконструкции и притом лишь при неудовлетворительном состоянии заводской окраски. Нельзя окрашивать конденсаторы красками, содержащими металлический пигмент, например алюминиевую пудру, так как при этом ухудшается теплоотдача с окрашенной поверхности. Цвет поверхности бака (черный, серый и т. п.) не влияет на теплоотдачу.
Рекомендуется писать на баке каждого конденсатора крупными цифрами с той стороны, где расположена маркировочная табличка, инвентарный номер конденсатора, присвоенный ему на месте установки. По окончании монтажа следует составить ведомость установленных конденсаторов, указав для каждого из них инвентарный номер и паспортные данные (заводской номер, напряжение, емкость, мощность, год выпуска и т. п.). Этим устраняется необходимость в списывании этих данных с маркировочных табличек при всяком испытании конденсаторов во время их эксплуатации.

Читайте также:  Как сделать из бензинового газовый генератор?

Таблица 10-1
Одноминутные испытательные напряжения, В, для конденсаторов типа КМ при испытании напряжением переменного тока, 50 Гц

2. ПРИЕМО-СДАТОЧНЫЕ ИСПЫТАНИЯ КОНДЕНСАТОРНЫХ УСТАНОВОК

Правила устройства электроустановок предусматривают следующие объем и нормы приемо-сдаточных испытаний конденсаторных установок при вводе их в эксплуатацию (§ 1-8-22 Правил):

  1. Проверка каждого конденсатора мегомметром на отсутствие замыкания между выводами и корпусом. Сопротивление изоляции не нормируется.
  2. Испытание повышенным напряжением изоляции конденсаторов между выводами и корпусом.

Испытание производится напряжением переменного тока 50 Гц или выпрямленным напряжением. Продолжительность приложения испытательного напряжения при каждом испытании 1 мин.
Указанные в Правилах устройства значения испытательных напряжений переменного тока для конденсаторов типа КМ приведены в первой строке п. «а» табл. 10-1. Эти значения составляют 0,85 соответствующих испытательных напряжений между выводами и корпусом при выпуске конденсаторов с завода-изготовителя. При испытаниях конденсаторов напряжением постоянного тока значения испытательных напряжений должны быть удвоены сравнительно со значениями, указанными в табл. 10-1.

  1. Измерение емкости каждого конденсатора. Отклонение измеренной емкости однофазного конденсатора или каждой фазы трехфазного от паспортных данных должно быть не более ±10%.
  2. Проверка цепи разряда конденсаторной батареи на отсутствие обрыва. Производится мегомметром при отключенных конденсаторах.
  3. Испытание трехкратным включением конденсаторной батареи на рабочее напряжение сети и измерение тока в каждой фазе присоединения батареи.

При включении конденсаторов не должно наблюдаться перегорания предохранителей и других ненормальных явлений. Измеренные значения токов в разных фазах не должны отличаться друг от друга более чем на 5%.
Эти проверки исчерпывают все требования Правил устройства в отношении приемо-сдаточных испытаний конденсаторных установок. Ниже приведены некоторые пояснения к этим требованиям.
Согласно общим указаниям к главе «Объем и нормы приемо-сдаточных испытаний» Правил устройства приведенные в ней объемы и нормы испытаний не распространяются на электрооборудование, бывшее в эксплуатации. Поэтому приведенные выше требования в отношении конденсаторов относятся только к новым конденсаторам. Испытания конденсаторов, находившихся ранее в эксплуатации, следует производить в том же объеме, что и новых конденсаторов, но испытания повышенным напряжением — по сниженным нормам (75% заводского испытательного напряжения), приведенным во второй строке п. «а» табл. 10-1.
Испытания конденсаторов по поз. 1 следует производить мегомметром 1 000 или 2 500 В.
Проверку цепи разряда (поз. 4) необходимо производить, отсоединив ее от конденсаторов. В противном случае мегомметр будет заряжать конденсаторы, что может привести при неисправной цепи разряда к ошибочному выводу об исправности цепи.

Правила устройства требуют испытаний конденсаторов повышенным напряжением только между выводами и корпусом, но иногда может потребоваться и проверка изоляции между обкладками конденсатора, если ее состояние почему-либо внушает опасения. В этих случаях следует исходить из норм, приведенных в п. «б» табл. 10-1 и взятых из инструкции завода-изготовителя. В таблице указаны испытательные напряжения переменного тока 50 Гц, но удобнее производить испытание между обкладками напряжением постоянного тока, так как в противном случае необходим испытательный трансформатор мощностью в несколько десятков киловольт- ампер. При испытании постоянным током нормы испытательных напряжений, указанные в табл. 10-1, должны быть увеличены вдвое.
Как отмечено выше, Правила устройства разрешают отклонение измеренной емкости конденсатора от паспортного значения не более чем на ±10%. В отличие от этого заводская инструкция нормирует только увеличение емкости в конденсаторах с параллельно-последовательным соединением секций и притом отдельно для каждого номинального напряжения конденсаторов. Согласно инструкции конденсатор не допускается к эксплуатации, если увеличение его емкости достигает’ нижеуказанного значения или выше его.

Приведенные здесь нормы соответствуют пробою одной секции и исходят из числа последовательно соединенных групп секций в конденсаторах различных напряжений, считая, что при напряжении 3 150 В конденсатор имеет 4 группы секций, при 6 300 В — 7 групп и при 10 500 в—12 групп. При испытаниях конденсаторов следует пользоваться последними нормами как более точными.

Конденсаторные установки компенсации реактивной мощности

Генерация потребителями электрической энергии реактивной мощности вызывает значительные затраты ресурсов техники вхолостую. В связи с этим встает вопрос о том, как свести этот эффект к минимуму. Один из способов это сделать – устанавливать на предприятии, в цеху или хозяйстве частного дома конденсаторные установки компенсации реактивной мощности.

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.

Назначение устройства компенсации реактивной мощности

Назначение устройства компенсации реактивной мощности состоит в увеличении мощностного коэффициента и минимизации энергетических потерь. Основным компонентом данного устройства является батарея статических конденсаторов, чьей задачей выступает аккумуляция реактивного мощностного компонента. Их действие помогает разгрузке электросети от избытка индуктивной нагрузки. Происходящая при этом стабилизация показателя напряжения дает основание предназначить такие агрегаты к использованию в сетях, для которых характерны скачки, обусловленные значительными реактивными нагрузками.

Достоинства устройства конденсаторной установки УКРМ

Преимуществами конструкции на основе батарей статических конденсаторов являются:

  • использование предохранительных компонентов с обкладочными деталями из покрытого металлическим напылением пленочного материала с минеральной пропиткой;
  • экологически безопасные конденсаторные элементы, рассчитанные на 3 фазы;
  • возможность регуляции индуктивного мощностного показателя и коррекции настроек посредством дистанционного управления.

Особенности установки компенсационного оборудования

Привязка к индивидуальному потребителю эффективна с точки зрения КПД работы, но обслуживание агрегата в этом случае потребует больше денежных затрат. Если соединить установку с группой нагрузок, денежные затраты будут существенно меньше, но в сети будет наблюдаться уменьшение активных потерь.

Важно! Установку можно подключить как изолированный агрегат с собственным кабельным вводом либо в привязке к основному распредщиту.

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:

  1. Централизованная на одной из сторон – там, где присутствует максимальное для подстанции напряжение (6 и более киловатт) или минимальное (400 ватт). Такой принцип подключения обеспечивает разгрузку от индуктивной мощности сетей с высоким напряжением, во втором варианте – еще и трансформаторных устройств, относящихся к подстанции (поэтому этот вариант значительно выгоднее).
  2. Групповая – агрегат ставят в цеховом помещении, подсоединяют к распределительной точке или шинке на 400 ватт. Тогда без разгрузки обходятся только сети, ведущие к единичным приемникам.
  3. Индивидуальная – агрегат соединяют напрямую с оборудованием, нуждающимся в разгрузке от реактивной мощности. КПД разгрузки максимальный.

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.

Читайте также:  Осциллографы: для чего нужны и как выбрать

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:

  • наибольшее годовое число коммутаций;
  • температуру воздуха;
  • возможные скачки электротока, обусловленные изменениями в кривой напряжения.

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.

Защита конденсаторных установок

Чтобы обеспечить безопасность установки, применяются механизмы:

  • датчик температуры, инициирующий подогрев при ее понижении и охлаждение при излишнем нагреве батареи конденсаторов;
  • защита от инцидентов короткого замыкания, сильных скачков тока и напряжения;
  • блокиратор попыток прикосновения к токоведущим деталям;
  • контактный переключатель, отключающий агрегат при отпирании двери с работающим оборудованием.

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.

Видео

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Монтаж – конденсаторная установка

Монтаж конденсаторных установок большой мощностью на напряжение 35 кв и выше производится отдельными блоками, изготовленными на заводе или в приобъектных мастерских и доставленными на место их установки. [1]

Целесообразность монтажа конденсаторных установок при наличии высших гармоник определяется в каждом конкретном случае. [2]

При монтаже конденсаторных установок должна быть обеспечена горизонтальная установка каркасов и вертикальная установка конденсаторов. Расстояние между дном конденсаторов нижнего яруса и полом помещения должно быть не менее 100 мм. Паспорта конденсаторов ( таблички с техническими данными) должны быть обращены в сторону прохода, из которого будет производиться их обслуживание. Токоведущие шины и заземляющие проводники должны монтироваться таким образом, чтобы обеспечить удобство смены любого конденсатора во время эксплуатации. Ошиновка не должна создавать изгибающих усилий в выводных изоляторах конденсаторов. [3]

При монтаже конденсаторных установок с параллельно-последовательным соединением конденсаторов в звезду необходимо тщательно подбирать конденсаторы – по емкости для отдельных фаз звезды и последовательных групп. Необходимо также тщательно следить за исправностью всех контактов токоведущих и заземляющих частей, так как их неисправность может быть причиной преждевременного выхода конденсаторов из строя. Наладка и испытание электрооборудования конденсаторных установок должны производиться в соответствии с требованиями ПУЭ. [4]

При монтаже конденсаторных установок с параллельно-последовательным соединением конденсаторов в звезду необходимо тщательно подбирать конденсаторы по емкости для отдельных фаз звезды и последовательных групп. [5]

Подготовительные работы по монтажу конденсаторных установок ведутся в мастерской монтажно-заготови-тельного участка или производственного предприятия. К ним относятся: изготовление каркаса, ограждений, нестандартных крепежных деталей, приспособлений, осмотр, отбраковка и испытание конденсаторов, установка изоляторов, предохранителей на каркасе, ошиновка. [6]

Конструкции, скомплектованные из группы конденсаторов на опорных изоляторах, могут выполняться из отдельных блоков на заводе или в приобъектных мастерских и доставляться в готовом виде на место монтажа конденсаторной установки . Конденсаторные установки из STIIX блоков могут выполняться в один, два п три яруса. [7]

Электромонтажные работы должны выполняться в соответствии с требованиями ПУЭ, а также действующих инструкций по монтажу. При этом следует учитывать особенности монтажа конденсаторных установок . [8]

При применении конденсаторов со встроенными разрядными сопротивлениями трансформаторы напряжения не устанавливаются. Конденсаторные установки серии КУН поставляются в виде отдельных конструкций с конденсаторами и вспомогательным оборудованием. Монтаж конденсаторных установок на месте сводится к креплению установки к фундаменту, присоединенному к электрической сети и заземлению. Болты и тайки для крепления не поставляются, для заказа достаточно указать тип конденсаторной установки и ее завод-изготовитель. [10]

Монтаж ККУ на месте установки сводится к соединению ячеек друг с другом с помощью болтовых соединений; установке сборных шин; закреплению ККУ на фундаменте болтами; присоединению питающих кабелей и заземляющих проводников. Конденсаторные установки большой мощностью на напряжение 35 кВ и свыше монтируют отдельными блоками, изготовленными на заводе или в мастерской и доставленными на место их установки. Электромонтажные работы выполняют в соответствии с требованиями ПУЭ и действующих инструкций по монтажу. При этом следует учитывать особенности монтажа конденсаторных установок . [11]

Необходимо тщательно следить за исправностью всех контактов в цепи токоведущих и заземляющих частей, так как неисправность контактов любого из элементов схемы может быть причиной преждевременного выхода конденсаторов из строя и аварии в установке. При переноске конденсаторов нельзя брать их за фарфоровые изоляторы, а следует применять специальные рукоятки из металлического прутка диаметром 8 – 10 мм, зацепляемые за скобы и расположенные на корпусе конденсатора. Конденсаторы нельзя бросать на землю, ставить друг на друга. Конденсаторы жестко прикрепляются к конструкциям, на которых они установлены. При монтаже конденсаторных установок в параллельно-последовательном соединении конденсаторов в звезду необходимо тщательно подбирать конденсаторы по емкости для отдельных фаз звезды и последовательных групп, чтобы получить одинаковое распределение напряжения на всех конденсаторах. Измерение емкости конденсаторов допускается производить любыми приборами с небольшой относительной погрешностью. [12]

Подключение и управление конденсаторной установкой

Управление конденсаторной установкой — процесс сложный, требующий специальных знаний и опыта. Проектирование, монтаж и обслуживание электрооборудования рекомендуется доверять профессионалам. Специалисты ООО «Мегавар» имеют необходимый опыт и высокую квалификацию, что позволяет нам решать самые сложные технические задачи.

Как подключить конденсаторную установку?

Методика монтажа электрооборудования зависит от требований заказчика и особенностей архитектуры электрических сетей. КУ могут быть установлены на входе в систему, у группы однотипных потребителей или использоваться для защиты отдельных элементов. Расположение установки определяет и способ подключения, и выбор оборудования, и принципы обслуживания.

Для управления конденсаторной установкой используется комплекс реле и измерительной аппаратуры. Мониторинг параметров электрической сети необходим для контроля функциональности конденсаторов. При наличии общего выключателя у КУ и потребителя (двигателя, трансформатора, электроприемника и т. д.), измерения тока проводятся раздельно. Для проверки равенства емкостей фаз КУ используются либо 3 амперметра (по одному на каждую фазу), либо одним устройством с переключателем.

Также, перед тем, как подключить конденсаторную установку, необходимо проверить напряжение на зажимах. Для этого используется вольтметр, подключенный к шинам распределительного устройства или вторичной обмотке трансформатора.

Использование конденсаторных установок производится в сетях низкого, среднего или высокого напряжения. Включение осуществляется вручную (рубильником, разъединителем) или автоматически. Первый вариант предпочтителен при наличии на подстанции обслуживающего персонала. Второй — в автономных системах.

Требования к подключению КУ

  • Быстрый старт и отключение. Чем меньше интервал запуска и отключения, тем ниже вероятность повторного зажигания.
  • Задержка при дистанционном включении. Чтобы избежать аварийных отключений, при удаленном подключении КУ, необходимо дать системе время для разрядки конденсаторов. Как правило, достаточно 3-5 минут.
  • Ручное отключение при любом типе управления. Для безопасной эксплуатации конденсаторных установок желательно предусмотреть возможность в случае аварии отключить вручную даже автоматически регулируемые системы.

Защита конденсаторных установок

Каждая модель, выпущенная ООО «Мегавар», имеет необходимую защиту. Установки среднего и высокого напряжения комплектуются индивидуальными предохранителями и блоком общей защиты. Это может быть контактор или автоматический выключатель с плавным переключением тока. Наличие подобных элементов снижает расход электроэнергии, повышает стабильность системы и предотвращает её перегрузку. Если КУ подключается к электроприемнику, он и обеспечивает её защиту.

В целом, установки для компенсации реактивной мощности на линиях среднего и высокого напряжения должны иметь несколько защитных ступеней:

  • Общую для предотвращения короткого замыкания.
  • От КЗ на уровне конденсаторов.
  • От негативного воздействия высших гармоник.
  • От просадок или превышения номинального напряжения.

При исчезновении напряжения в сети, конденсаторная установка должна полностью отключаться. Если конденсаторы повреждены или нарушен режим работы сети, необходимо блокировать повторных запуск оборудования для компенсации реактивной мощности. О наличии проблем в работе КУ должен предупреждать звуковой сигнал или световая индикация.

Чтобы избежать производственных травм, каждая модель оснащается системой блокировок. При включенном напряжении блокируется открытие дверей. При открытых дверях не включается выключатель.

Ссылка на основную публикацию