Конденсаторные батареи для компенсации реактивной мощности: Конденсаторные установки для компенсации реактивной мощности — Мир Антенн

Содержание

Назначение конденсаторных установок | Статьи Мегавар

02.09.2018
Назначение конденсаторных установок — повышение эффективности промышленной инфраструктуры, снижение стоимости электроэнергии и защита дорогостоящего оборудование от перегрузок. И они прекрасно справляются со своей задачей.

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:
Обеспечивают заметный эффект при низких стартовых затратах. При грамотном подходе каждая установка окупается в течение года.

Предельно просты при установке и в эксплуатации.

Подключаются именно там, где вам нужно.

Существуют решения для электросетей низкого, среднего и высокого напряжения.

Назначение конденсаторных установок
В зависимости от требований заказчика, КУ решают следующие задачи:

Снижают расход и стоимость потребляемой электроэнергии.

Гарантируют передачу ресурса по проводам меньшего сечения, без дорогостоящей модернизации всей электросети.

Стабилизируют параметры тока при транспортировке на большие расстояния. Предотвращают перепады напряжения на электросетях различного масштаба.

Защищают оборудование от перегрузок.

Повышают качество поставляемого ресурса.

Наиболее эффективны КУ на производствах с высоким содержанием асинхронных двигателей, силовых установок с cos φ = 0,7 и ниже, и т.д.
Принцип работы конденсаторной установки
В основе действия КУ эффект коммутируемой или динамической компенсации реактивной мощности системой конденсаторов, расположенных в определенной последовательности. Для коммутации в конденсаторной установке (принцип действия несколько отличается в каждом из указанных подвидов) используются контакторы или тиристоры. В первом случае, коммутация происходит за счет электромеханического реле, что характерно для подавляющего большинства КУ. К их преимуществам следует отнести низкую стоимость, универсальность конструкции и простоту использования. Тиристорные системы несколько сложнее, однако в электросетях с резкопеременной нагрузкой они имеют ряд преимуществ.

Однако каким бы ни был принцип действия конденсаторной установки, подключать их можно на любом участке сети (на вводе предприятий, для группы однотипных установок, поблизости от единичного потребителя или по смешанной схеме).

Что такое конденсаторная установка?
Конденсаторная установка (другие названия: батарея статических конденсаторов «БСК», устройство компенсации реактивной мощности «УКРМ», УКМ)
Конденсаторная установка, предназначенная для компенсации реактивной мощности, конструктивно представляет собой конденсаторы (разг. «банки»), обычно соединенные по схеме треугольник и разделенные на несколько ступеней с разной емкостью, и устройство управления ими. Устройство управления чаще всего способно автоматически поддерживать заданный коэффициент мощности на нужном уровне переключением числа включенных в сеть «банок».

Дополнительно конденсаторная установка может содержать в себе фильтры высших гармоник.
Для безопасного обслуживания каждый конденсатор установки снабжается разрядным контуром для снятия остаточного заряда при отключении от сети.
Конденсаторные установки изготавливаются различного исполнения –У3 (в помещении), У1 (уличное исполнение).
Правила выбора конденсаторных установок
Для выбора требуемой конденсаторной установки, необходимо, как минимум, определение целей её будущего использования. И поскольку установки бывают высоковольтные и низковольтные, выбор каждого типа требует учёта рабочих параметров сети, агрегатов, питающихся от неё, а так же созревающих рабочих нагрузок. Так, если Вы решили купить конденсаторные установки в нашей компании для целей предприятия, необходимо учесть:

общая нагрузка сети, выражаемая в величине потребляемого устройствами напряжения;

максимальная мощность. Например, максимальная мощность УК в ЭНЕРГОПУСК –6300 кВАр. При подборе установки, учитывается величина мощности всех потребителей;

шаг регулирования, позволяющий проводить достаточно тонкую настройку;

климатическое исполнение и степень защиты, так как условия загрязнений или температурные перепады могут значительно влиять на работоспособность и срок эксплуатации;

Также, если того требуют рабочие нюансы, конденсаторные установки могут обеспечиваться разъединителем и авторегулирующим устройством. В большинстве случаев, выбор УК может выполняться по параметрам нестабильности сети. Например, частые перегрузы или перепады напряжений, резкие скачки нагрузок от включаемых агрегатов и прочие моменты могут вызвать нестабильность электроэнергии. В этом случае, большое значение уделяется возникающей реактивной мощности, а точнее условиям её восполнения, что позволяет улучшить качество подаваемой электроэнергии.

Так же, выбор установок конденсаторных может выполняться по:
возможности регулирования мощностей;

наличию высших гармоник;

параметры скорости срабатывания и времени проведения регулировок.

Выбор с фильтрами гармоник рекомендован при находящихся в сети устройствах, потребляющих нелинейные нагрузки. В этом случае, к установке выполняют расчёт на резонанс, чтобы проверить возможность внедрения в ту или иную сеть с наличием гармоник требуемых УК. Относительно времени срабатывания, здесь так же важен и фактор частых смен действия: включение/выключение в продолжение малых временных периодов. При этом частая смена таких режимов может приводить к быстрому выходу из строя. Как видно из этого, выбор установок может проходить чисто с теоретических данных, как чаще всего получается, или на основании самостоятельно полученных параметров о качестве протекающей на предприятии электроэнергии.

Меры предосторожности с устройством компенсации реактивной мощности
В случае проведения установки, наладочных работ, испытаний или в процессе эксплуатации конденсаторных установок, вопросам техники безопасности придают особое внимание. Следствием этому является наличие многих схем (в том числе и временных) и напряжений. К обязательным мерам предосторожности относятся:
К работе с конденсаторными установками допускаются только квалифицированные лица:
до 1000В – с II квалификационной группой;

свыше 1000В – с III группой.

Отключающий аппарат должен обеспечиваться (или/или):
органом дистанционного управления;

рычажным приводом со стеной либо защитным кожухом.

Выполнять включение/отключение при наличии блокировки.

Проводить разряд конденсаторов в период после отключения перед новым включением, чтобы не возник разрыв цепи и срабатывание предохранителей.

В установках конденсаторных свыше 1000 В напряжения смена предохранителей должна проводиться как минимум двумя специалистами, в установках ниже 1000 В – одним.

Измерительные приборы, а также частотные преобразователи и прочие устройства, влияющие на работу электродвигателей, должны иметь одножильные присоединения с их полной внешней изоляцией.

Провода под напряжением не должны пересекаться фазами и касаться заземлённых частей.

Обязательно должно быть выполнено заземление трансформаторов.

Проводка питания должна находиться вне досягаемости, с надёжной изоляцией и закреплением.

При личной работе, например, во время монтажных действий, обязательно используются диэлектрические перчатки и боты либо изолирующая подставка.

Всё это поможет обезопасить рабочих, допущенных к установкам, увеличить срок годности и качество выполнения функций самими конденсаторными агрегатами, обеспечить надлежащую защиту цепей электроэнергии и включённые в них потребители.
Конденсаторные установки
Остались вопросы?
Специалисты ЭНЕРГОПУСК ответят на Ваши вопросы:
8-800-700-11-54 (8-18, Пн-Вт)
Разряд конденсаторных батарей компенсаторов реактивной мощности
Перед каждым повторным включением конденсаторной батареи необходимо разрядить ниже 10% ее номинального значения напряжения. Данное требование во многом регламентирует величину интервала переключения ступеней автоматизированных конденсаторных установок (АКУ) компенсации реактивной мощности. В то же время разряд до напряжения ≤75 В для косинусных силовых конденсаторов на номинальное напряжение —
U_ном. — ниже 660 В должен продолжаться не более 180 с (стандарт IEC 831), а для косинусных силовых конденсаторов с U_{ном .}≥660 В не превышать 10 мин (стандарт IEC 871).
Как известно, суммарная величина активного разрядного сопротивления R (Ом), определяется по формуле [1]:
R ≤ 15× (U_ф/Q_КБ)x/10⁶, (1)
где U_ф — фазное напряжение сети (кВ), а Q_КБ — номинальная мощность конденсаторной батареи (квар). Соответственно время разряда одно- или трехфазного косинусного силового конденсатора — t от U_ном.до максимально допустимого напряжения разряда — U_раз — составит [2]:
где С — емкость одной фазы трехфазного косинусного силового конденсатора и

где С — общая емкость однофазного косинусного силового конденсатора.
Разряд конденсаторной батареи должен производиться автоматически после каждого отключения от сети. Поэтому к косинусному силовому конденсатору постоянно и непосредственно (без промежуточных разъединителей и предохранителей) присоединяются специальные разрядные устройства (кроме случая подключения индивидуальной конденсаторной батареи компенсации реактивной мощности силового трансформатора или электродвигателя через общий выключатель, поскольку при данных условиях разряд силовых конденсаторов происходит через обмотки этих электроприемников).
Рис. 1. Установка разрядных резисторов на цилиндрическом косинусных силовых конденсаторах:
1 — модуль разрядных резисторов;
2 — корпус разъема клеммной колодки;
3 — подключаемый кабель;
4 — крепежный зажимной винт;
5 — контактная шина;
6 — изоляционная площадка разъема;
7 — корпус косинусного силового конденсатора
Композиционно разрядные сопротивления косинусного силового конденсатора могут:
монтироваться снаружи между зажимами (рис. 1) — степень защиты IP00 [3];
встраиваться в монтажный разъем выводов (рис. 2) — степень защиты IP20 (стандарт VDE0106, часть 100), что обеспечивает возможность заводского монтажа разрядного модуля и надежность подключения соединительного кабеля [4];
устанавливаться непосредственно в объеме корпуса — внутри верхней части стального бака (рис. 3) — и подсоединяться (иногда последовательной цепочкой) параллельно выводам, что особенно характерно для высоковольтных косинусных силовых конденсаторов (3–10 кВ) ввиду отсутствия малогабаритных резисторов, рассчитанных на высокое напряжение. Это исключает необходимость использования для разряда высоковольтных конденсаторных батарей обмоток силовых трансформаторов напряжения или разрядных реакторов. Компоновка встроенными в корпус разрядными резисторами применяется и для низковольтных косинусных силовых конденсаторов, например типа КЭК производства ОАО СКЗ «КВАР».
Рис. 2.
1 — съемный разрядный резисторный модуль;
2 — разрез корпуса разъема SIGUT с установленным разрядным резисторным модулем;
3 — подключаемый кабель
Рис. 3. Разрез высоковольтного косинусного силового конденсатора типа All-film:
1 — разрядное сопротивление;
2 — внутренние предохранители;
3 — емкостные пакеты активной части;
4 — корпус;
5 — выводы
У данного способа установки разрядных резисторов есть свои недостатки. Во-первых, выделение резисторами тепла внутрь корпуса, что ухудшает температурный режим активной части силового конденсатора. А во-вторых, невозможность измерения сопротивления изоляции между его выводами, предусмотренную нормами испытаний косинусного силового конденсатора (ПУЭ, гл. 1.8.27). Это особенно важно для контроля состояния изоляции металлопленочных косинусных силовых конденсаторов, обладающих свойством «самовосстановления», так как при частичных пробоях и последующем восстановлении электрической прочности диэлектрика [5], из-за выделения свободного углерода, содержащегося в полимерной пленке, сопротивление изоляции силового конденсатора постепенно снижается.
Схемные соединения разрядных сопротивлений R трехфазных косинусных силовых конденсаторах выполняются «треугольником», «открытым треугольником» и реже «звездой». Наиболее надежным для конденсаторной батареи до 1 кВ следует считать соединение «треугольником», поскольку в случае обрыва сопротивления одной из фаз разряд будет происходить по схеме «открытого треугольника» во всех трех фазах силового конденсатора [1]. Многие изготовители [2, 3] комплектуют низковольтные косинусные силовые конденсаторы модулями разрядных резисторов (табл. 1), адаптированными к типоразмерам силовых конденсаторов.
Таблица 1. Основные технические параметры модулей разрядных сопротивлений ELECTRONICON Kondensatoren GmbH
Тип КК, соединение разрядных сопротивлений

Сопротивление, R, Ом
Максимальное значение напряжения КК, Uмакс., В
Однофазные
180
600
300
750
Трехфазные, схема соединения
«открытый треугольник»
2×120
480
2×180
600
2×200
630
2×300
750
Трехфазные, схема соединения
«треугольник»
3×82
400
3×120
480
3×180
600
2×300
760
При параллельном соединении КК общей мощностью > 40 квар
3×68
440
3×82
480
3×100
530
3×120
600
3×180
720
Хотя, учитывая величину сопротивления (1), мощность рассеяния модулей резисторов для низковольтных (до 1 кВ) косинусных силовых конденсаторов, при Q_ном. = 5–100 квар, составляет 2–8 Вт, потери в них активной энергии и высокая температура нагрева (до 200 °С при разряде) снижает удельные энергетические характеристики АКУ. Фактически наличие разрядных резисторов примерно вдвое увеличивает собственные удельные (Вт/квар) потери современных низковольтных металлопленочных косинусных силовых конденсаторов [2, 3].
С помощью подключения добавочными контактными блоками электромеханических конденсаторных контакторов [6], дополнительных разрядных резисторов параллельно стационарно установленному на конденсаторной батареи разрядному модулю, можно сократить время ее разряда и соответственно снизить интервал переключения ступеней регулирования АКУ. В таблицах 2 и 3 приводятся номинальные данные дополнительных разрядных резисторов для уменьшения времени разряда конденсаторной батареи приблизительно до 2 с [9].
Таблица 2. Резисторы для быстрого разряда косинусных силовых конденсаторов компании Lovato electric
Мощность КБ, квар
Напряжение 220/230 В
Напряжение 380/500 В
Сопротивление, Ом
Мощность рассеяния, Вт
Сопротивление, Ом
Мощность рассеяния, Вт
2,5–5
3900
12
8200
12
10–15
1800
25
4300
25
20–50
1000
50
2200
50
Таблица 3. Сдвоенные резисторы для быстрого разряда косинусных силовых конденсаторов компании CIRCUTOR
Мощность КБ, квар
Тип
Сопротивление, Ом
Мощность рассеяния, Вт
5–25
RD-25
2×1500
20
40–60
RD-60
2×1000
20
60–100
RD-100
2×1000
37,5
С этой же целью в ступенях конденсаторной батареи, управляемых электромеханическими контакторами, допускается применение специальных разрядных дросселей [2, 3]. Потери в разрядных дросселях (табл. 4–6) значительно ниже, чем в резисторах (табл. 1), из-за большого (в основном индуктивного импеданса) внутреннего сопротивления Z переменному току при их подключении к компенсируемой сети, но при отключении ступеней АКУ разряд косинусного силового конденсатора будет происходить по цепи постоянного тока через небольшое активное сопротивление обмоток дросселя (табл. 4–6). Таким образом, значительно снизится время разряда t ступеней конденсаторной батареи до требуемого значения Uраз.
Таблица 4. Основные технические параметры разрядного дросселя типа 40Е.001-69000 производства ELECTRONICON Kondensatoren GmbH
Параметр
Номинальное значение
Номинальное напряжение, Uном.
230–690 В
Номинальная частота, f
50/60 Гц
Сопротивление постоянному току, R
4900 Ом
Время разряда (≤50 В)
при напряжении 230 В:
до 25 квар < 10 с,
до 50 квар < 20 с,
до 100 квар < 40с;
при напряжении 400 В:
до 25 квар < 5 с,
до 50 квар < 10 с,
до 100 квар < 20 с;
при напряжении 525 В:
до 25 квар < 3 с,
до 50 квар < 6 с,
до 100 квар < 12 с;
при напряжении 690 В:
до 25 квар < 2 с,
до 50 квар < 4 с,
до 100 квар < 8 с.
Собственные потери, ΔР
< 1 Вт
Разрядный ток
при напряжении 230 В < 1,7 мА
при напряжении 440 В < 3,3 мА
при напряжении 525 В < 4,8 мА
при напряжении 690 В < 9 мА
Допустимое число разрядов
(при температуре 40 °С)
4/мин при QКБ = 12,5 квар
3/мин при QКБ = 25 квар
2/мин при QКБ = 50 квар
1/мин при QКБ = 100 квар
Степень защиты
IP20
Класс изоляции
B (соответствует VDE 0532)
Рабочая температура
–25…+55 °С (средняя за 24 часа)
Температура окружающей среды
макс. + 40 °С
Охлаждение
естественное
Размеры
36×60×90 мм
Масса
0,38 кг
Таблица 5. Основные технические параметры разрядного дросселя 40Е.003-60002 производства ELECTRONICON Kondensatoren GmbH
Параметр
Номинальное значение
Номинальное напряжение, Uном.
230–600 В
Номинальная частота, f
50/60 Гц
Сопротивление постоянному току, R
7600 Ом
Время разряда (≤50 В)
при напряжении 230 В:
до 12,5 квар < 12 с,
до 25 квар < 24 с;
при напряжении 400 В:
до 12,5 квар < 5 с,
до 25 квар < 10 с,
до 30 квар < 12 с,
до 50 квар < 20 с;
при напряжении 440 В:
до 12,5 квар < 4 с,
до 25 квар < 9 с,
до 30 квар < 10 с,
до 50 квар < 17 с;
при напряжении 480 В:
до 12,5 квар < 4 с,
до 25 квар < 8 с,
до 30 квар < 9 с,
до 50 квар < 15 с;
при напряжении 525 В:
до 12,5 квар < 4 с,
до 25 квар < 7 с,
до 30 квар < 8 с,
до 50 квар < 14 с;
при напряжении 600 В:
до 12,5 квар < 2,6 с,
до 25 квар < 5 с,
до 30 квар < 6 с,
до 50 квар < 10,5 с.
Собственные потери, ΔР
< 1 Вт
Разрядный ток
при напряжении 230 В < 1,8 мА
при напряжении 400 В < 3,2 мА
при напряжении 525 В < 4,9 мА
при напряжении 600 В < 6,8 мА
Допустимое число разрядов
(при температуре 40 °С)
5/мин при QКБ = 12,5 квар
4/мин при QКБ = 25 квар
3/мин при QКБ = 30 квар
2/мин при QКБ = 50 квар
Степень защиты
IP20
Класс изоляции
B (соответствует VDE 0532)
Рабочая температура
–25…+55 °С (средняя за 24 часа)
Температура окружающей среды
макс. + 40 °С
Охлаждение
естественное
Размеры
58×49×39 мм
Масса
0,29 кг
Таблица 6. Основные технические параметры разрядного дросселя В44066Е9900S001 производства EPCOS AG
Параметр
Номинальное значение
Номинальное напряжение, Uном.
230–525 В
Номинальная частота, f
50/60 Гц
Сопротивление постоянному току, R
4900 Ом
Время разряда
при напряжении 230 В:
до 25 квар < 10 с,
до 50 квар < 20 с,
до 100 квар < 40 с;
при напряжении 400–525 В:
до 25 квар < 5 с,
до 50 квар < 10 с,
до 100 квар < 20 с.
Индуктивность, L
при напряжении 230 В 730 Гн
при напряжении 400 В 710 Гн
при напряжении 525 В 670 Гн
Собственные потери, ΔР
< 1,8 Вт
Разрядный ток
< 4,5 мА
Допустимое число разрядов
4/мин при QКБ = 12,5 квар
3/мин при QКБ = 25 квар
2/мин при QКБ = 50 квар
1/мин при QКБ = 100 квар
Класс изоляции обмоток
Т 40/В
Рабочая температура
–25…+55 °С (средняя за 24 часа)
Охлаждение
естественное
Размеры
90×45×59 мм
Масса
0,5 кг
В общем случае разряда напряжение на силовом конденсаторе емкостью C (Ф) изменяется от его зарядного значения, равного напряжению сети U_с(В), до допустимого уровня U_раз., согласно соотношению [7]:
где τ = R×C — постоянная времени контура разряда конденсаторной батареи, с.
Из выражения (2) значение t составит:
t = τ×ln(U_раз/U_C) = tx (lnU_раз – lnU_C). (3)
Сопоставим время разряда t (3) одинаковой по мощности конденсаторной батареи при использовании разрядного дросселя с двумя V-образными обмотками и модуля разрядных резисторов. Как указано выше, повторное включение ступени конденсаторной батареи возможно не ранее времени (3) ее разряда ниже 10% U_ном. Таким образом, на разряд резисторным модулем при 8-кратном снижении напряжения на косинусном силовом конденсаторе мощностью 25 квар (3×166 мкФ) с резисторным модулем 3×82 кОм (табл. 1) от 400 до 50 В потребуется 33 с; с модулем 3×120 кОм (табл. 1) — 50 с [8], что в 6,5-10 раза выше, чем у разрядных дросселей (табл. 4, 6), и в 3,3-5 раз выше, нежели у разрядного дросселя (табл. 5). При разряде конденсаторной батареи (3×332 мкФ) из двух параллельно соединенных косинусных силовых конденсаторов по 25 квар, резисторный модуль 3×68 кОм (табл. 1) обеспечит ее разряд до 50 В за 55 с [8]. Следовательно, подключение к аналогичной по мощности конденсаторной батареи вместо резисторного модуля 3×68 кОм разрядного дросселя (табл. 4-6) позволит за равные промежутки времени в 2-5 раз увеличить допустимое количество разрядов конденсаторной батареи, тем самым значительно повысив быстродействие АКУ [1]. Кроме того, собственные активные потери электроэнергии в разрядном дросселе примерно в 3 раза ниже потерь в резисторных модулях (табл. 1), что, например, при годовом числе часов максимума нагрузки предприятия, равном 5000, соответствующему времени наибольшей загрузки АКУ мощностью 400 квар, эквивалентно экономии ≈20-25 кВт·ч.
Рис. 4. Внешний вид разрядного дросселя В44066Е9900S001 производства EPCOS AG
Конструктивно разрядные дроссели (рис. 4) имеют литой, ударопрочный, пластиковый корпус, винтовые зажимы (U, V, W), допускающие верхнее или нижнее присоединение проводников сечением от 0,75 до 2,5 мм², связанных с клеммами силовых конденсаторов, и лапки для крепления на стандартной профильной шине TS 35 в соответствии с EN 50022. Разрядные дроссели (типа 40Е.003-60002) монтируются непосредственно на выводы цилиндрического косинусного силового конденсатора мощностью 5-50 квар (рис. 5) без дополнительных соединительных проводов.

Рис. 5. Разрядный дроссель 40Е.003-60002, установленный на выводах цилиндрического косинусного силового конденсатора
При коммутации конденсаторной батареи тиристорными контакторами различной модификации [2, 3, 10] разрядные дроссели применять нельзя, так как это приведет к короткому замыканию силовых электронных ключей по цепи постоянного тока. Поскольку в контакторах с электронными ключами отключение конденсаторной батареи происходит при переходе протекающего через них фазного тока через нулевое значение, разрядные сопротивления могут не устанавливаться [10]. В конденсаторных тиристорных контакторах с двумя электронными ключами типа TSM-C, TSM-LC [3] для разряда соединенных «треугольником» косинусных силовых конденсаторов компания EPCOS AG рекомендует использовать специальный высоковольтный резистор марки EW-22 (1200 В/100 Вт, рис. 6).
Рис. 6. Резистор EW-22 производства EPCOS AG для разряда конденсаторной батареи, управляемых тиристорными контакторами, установленный на монтажной панели
В целом рациональный выбор способа разряда конденсаторной батареи помогает оптимизировать технологические показатели работы и безопасной эксплуатации установок компенсации реактивной мощности.
Литература
Шишкин С. А. Разрядные дроссели конденсаторных батарей // Электрика. 2003. № 5.
Конденсаторы, дроссели, автоматические регуляторы для компенсации реактивной мощности. ELECTRONICON Kondensatoren GmbH Gera. Germany. 2003.
Power Factor Correction. Product Profile 2005. Published by EPCOS AG. Ordering No EPC: 26013-7600. Germany.
Easy-to-mount discharge resistor module // EPCOS COMPONENTS. 2005. № 1.
Шишкин С. А. Обеспечение функции самовосстановления силовых металлопленочных конденсаторов // Силовая электроника. 2005. № 4.
Шишкин С. А. Электромеханические контакторы для коммутации низковольтных конденсаторных батарей // Силовая электроника. 2005. № 1.
Кучинский Г. С., Назаров Н. И. Силовые электрические конденсаторы. М.: Энергоатомиздат. 1992.
Capacitors and reactors for power factor correction. //
Lovato electric. Компоненты для автоматизации в промышленности. Общий каталог 2003–2004. Italy. 2004.
CIRCUTOR. Power Factor Correction and harmonic filtering. General Catalogue 2002–2003. Cod.: 8012943120. Printed in Spain.
Расчет и выбор конденсаторных батарей для компенсации реактивной мощности
Разместить публикацию Мои публикации Написать
6 марта 2013 в 10:00
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.

Qк = P1 х tgφ1 — P2 х tgφ2,
где P1 и P2 — нагрузка до и после компенсации, φ1 и φ2 — соответствующие углы сдвига фаз.
Реактивная мощность, отдаваемая компенсирующей установкой,
Q = Q1 — Q2,
где Q1 и Q2 — реактивная мощность до и после компенсации.
Активная мощность, потребляемая из сети компенсирующим устройством
Рк = Р2 — Р1.
Величину необходимой мощности конденсаторной батареи можно определить приближенно без учета потерь в конденсаторах, которые составляют 0,003 — 0,0045 кВт/квар
Qк = P (tgφ1 — tgφ2)
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.
Среднесуточная нагрузка
Pср = Аа/24 = 9200/24 = 384 кВт.
Мощность конденсаторных батарей
Qк = P (tgφ1 — tgφ2) = 384 (0,8 — 0,32) = 185 квар,
где tgφ1 = Ар/Аа = 7400/9200 = 0,8, tgφ2 = (1 — 0,952)/0,95 = 0,32
Выбираем трехфазные конденсаторы типа KM1-0,38-13 каждый номинальной мощностью 13 квар на напряжение 380 В. Число конденсаторов в батарее
n = Q/13 = 185/13 = 14
Мощность различных конденсаторных установок для среднесуточной нагрузки можно найти в электротехнических справочниках и каталогах производителей.
4 июня 2012 в 11:00 182882
12 июля 2011 в 08:56 41509
28 ноября 2011 в 10:00 30639
21 июля 2011 в 10:00 18876
16 августа 2012 в 16:00 18027
29 февраля 2012 в 10:00 17052
24 мая 2017 в 10:00 15131
14 ноября 2012 в 10:00 13742
25 декабря 2012 в 10:00 11633
31 января 2012 в 10:00 10603
Конденсаторные установки Компенсация реактивной мощности / Eleco
Конденсаторные установки УКМ, предназначенные для компенсации реактивной мощности, являются одним из видов электрощитового оборудования, производимого ООО«ЭЛектроЭКОлогия» и рекомендованного для целей энергосбережения. Применение конденсаторных установок позволяет сократить потребление электроэнергии. При этом уменьшаются нагрузки на трансформаторы, провода и кабели, что ведет к увеличению срока их службы.
Номенклатура конденсаторных установок, производимых ООО «ЭЛектроЭКОлогия» позволяет решать задачу компенсации реактивной мощности практически в любых электроустановках:
На промышленных объектах;

В жилых и офисных зданиях;

Объектах ЖКХ;

Строительных объектах.

Конденсаторные установки выбираются в соответствии с требованиями технологического процесса предприятия, а также в соответствии с требованиями безопасности и надежности, предъявляемыми к различным видам электроустановок. Компенсация реактивной мощности предложение по энергосбережению.

Cварочные производства характерны резкопеременными нагрузками с быстрым нарастанием фронта нагрузки в очень коротком промежутке времени. Колебание напряжения на нагрузке имеет циклический характер и имеет большой разброс по спектру присутствующих в нем гармоник. Высокий уровень гармоник, характерный для дуговых процессов, может вызвать сбои в работе потребителей электроэнергии и снижать надежность функционирования технологических процессов в целом. Применение систем компенсации реактивной мощности для таких процессов имеет определенные особенности, связанные с повышенными требованиями, как к самой конструкции используемых конденсаторных установок, так и к надежности входящих в нее элементов. Для компенсации реактивной мощности в системах с быстро меняющимися параметрами нагрузки, применяются конденсаторные установки фильтрокомпенсирующего типа работающие в режиме реального времени. Время коммутации в таких конденсаторных установках составляем 20 миллисекунд, что соответствует одному периоду сети.
Теги: компенсации реактивной мощности; тиристорные конденсаторные установки; конденсаторные установки работающие в режиме реального времени

Конденсаторные установки уже давно зарекомендовали себя как надежный и простой метод снижения потребления активной и реактивной мощности в сетях общего потребления. Однако применяются они в основном на крупных промышленных предприятиях и устанавливаются в непосредственной близости от трансформаторной подстанции. Для достижения максимального эффекта компенсации реактивной мощности применяются распределенные системы с размещением компенсирующих устройств в точках генерации реактивной мощности. Конденсаторные установки малой мощности с шагом регулирования 1-2,5 кВар могут эффективно применяться при создании систем распределенной компенсации реактивной мощности и устанавливаться практически на любую нагрузку, генерирующую реактивную мощность в любой точке системы. Данное техническое решение позволяет удобно масштабировать перетоки реактивной мощности в электроустановке предприятия и избегать концентрации реактивных токов вблизи силового трансформатора и отходящих от него силовых кабелях. Применение фильтрокомпенсирующих конденсаторных установок малой мощности позволяет эффективно использовать решение в системах чувствительных к высокому уровню гармоник и использовать конденсаторные установки на силовых агрегатах конвейеров оборудованных системами с числовым программным управлением.
Теги: компенсации реактивной мощности; конденсаторные установки малой мощности; фильтрокомпенсирующие конденсаторные установки
Современные средства компенсации реактивной мощности

В настоящее время экономия энергетических ресурсов является одной из важнейших задач.
Элементы системы электроснабжения и электроприемники переменного тока, обладающие индуктивностью, потребляют наряду с активной и реактивной мощность, необходимую для создания электромагнитного поля. [1]
К таким элементам можно отнести электродвигатели, трансформаторы, преобразователи напряжения, линии электропередач, лампы накаливания и т. д.
Передача реактивной мощности негативно сказывается на работе энергосистемы в целом. В частности, это влияет на пропускную способность линий электропередач, трансформаторов и т. д.
Таким образом, реактивная мощность — часть полной мощности, затрачиваемая на электромагнитные процессы в нагрузке, имеющей емкостную и индуктивную составляющие. Не выполняет полезной работы, вызывает дополнительный нагрев проводников и требует применения источника энергии повышенной мощности. [2]
Из-за реактивной мощности появляются дополнительные потери активной мощности и напряжения, что напрямую ведет к увеличению денежных затрат. Следовательно, на этапе проектирования необходимо учесть наличие реактивной мощности и предпринять всевозможные меры для оптимизации значения данного параметра.
В настоящее время проблемы компенсации реактивной мощности прекрасно решаются при помощи различных компенсационных установок (УКРМ).
При использовании местных источников реактивной мощности осуществляется:
– Повышается пропускная способность элементов системы электроснабжения
– Снижаются потери мощности
– Снижаются потери энергии
– Повышаются уровни напряжения
Основными средствами компенсации реактивной мощности на промышленных предприятиях являются конденсаторные установки (КУ) и высоковольтные синхронные двигатели.
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. [3] ПУЭ 7.
Важным элементом конструкции установки компенсации реактивной мощности являются контакторы. Их основной функцией является включение и отключение конденсаторной батареи.
На промышленных предприятиях применяются конденсаторные батареи напряжением до 1 кВ и 6,3–10,5 кВ.
Конденсаторные установки имеют следующие преимущества:
– малые удельные потери активной мощности;
– не имеют в конструкции вращающихся частей;
– просты в монтаже и эксплуатации;
– экономически выгодны
– имеют возможность подбора любой необходимой мощности компенсации;
– бесшумны;
Компенсация реактивной мощности может производиться индивидуальным, групповым и централизованным способом.
При индивидуальном способе мощность компенсируется только в месте её возникновения (происходит разгрузка подводящих проводов отдельных электроприемников).
Компенсация при групповом способе похожа за индивидуальный, но используется для группы электроприемников. Так же происходит разгрузка подводящих проводов, но мощность на отдельных элементах группы уже не компенсируется.
Централизованная компенсация производится в больших энергосистемах. Управление выполняется на основе анализа изменяющейся нагрузки. [2]
Место установки конденсаторной установки необходимо выбирать для каждого случая индивидуально. Необходимо грамотно выбрать конденсаторную установку (или несколько конденсаторных ветвей) учитывая её стоимость и способность разгрузки энергосистемы.
Компенсационная установка состоит из отдельных модулей, которые расположены в шкафах. При конструировании данных шкафов необходимо учитывать, что каждый элемент должен быть заменен таким же элементом установки. Вся сборка производится на заводах, а непосредственно на месте подключения конденсаторной установки производится монтаж и подключения в электросети. Чаще всего в сети не большой мощности используются установки, которые монтируются на стены, при этом при подключении в первую очередь необходимо соблюдать правила устройства электроустановок.
Конденсаторные установки приобрели широкое применение за счет своей экономичности.
В зависимости от реализуемых задач можно выделить различные типы конденсаторных установок:
– Регулируемые конденсаторные установки КРМ (АУКРМ)
– Нерегулируемые конденсаторные установки КРМ (УКРМ)
– Тиристорные конденсаторные установки КРМТ (АУКРМТ)
Регулируемые конденсаторные установки идеально подходят в тех случаях, когда реактивная мощность полностью известна. В таком случае компенсацию производят индивидуальным способом.
Нерегулируемые конденсаторные установки оптимальны для электрических двигателей (преимущественно асинхронных), трансформаторов, промышленного оборудования, а также кондиционеров и насосов.
Автоматические конденсаторные установки чаще всего используют для групповой компенсации, где имеется большое количество разнообразных источников реактивной мощности. В зависимости от реактивной нагрузки включается определенное количество установок компенсации.
В отдельную группу можно отнести тиристорные конденсаторные установки КРМТ. Их используют, когда необходима компенсация в сети, где реактивная нагрузка резкопеременная.
Преимущества тиристорных конденсаторных установок:
– Быстродействие;
– Время повторного включения минимально;
– Снижение потерь в электролиниях и трансформаторах;
– Предотвращение падения напряжения;
Так как тиристорная конденсаторная установка компенсирует реактивную мощность практически мгновенно, то силовой трансформатор работает на активную нагрузку, что увеличивает его срок службы. Статические тиристорные контакторы не имеют ограничений по числу коммутаций. [2]
Тиристорные конденсаторные установки нашли свое применение на объектах лифтового хозяйства, плавильных заводов, промышленных химических заводов, целлюлозных фабриках. А также используются для крановых установок, аппаратов сварки, компрессорных установок, в робототехнике.
В настоящее время наблюдается увеличение количества нелинейных нагрузок на различных предприятиях. К таким нагрузкам можно отнести инверторные привода, блоки питания, электроустановки с фазным управлением и т. д. Нелинейная нагрузка в свою очередь приводит к повышению высших гармоник напряжения сети а, следовательно, к изменению угла сдвига между фазами. Для уменьшения уровня гармоник и стабилизации напряжения сети вместе с тиристорными конденсаторными установками необходимо применять систем непрерывной динамической компенсации.
Одним из преимуществ тиристорных компенсаторов является их бесшумность, что позволяет их применять на объектах, для которых данный критерий важен — это гостиницы, супермаркеты, больницы, банки, жилые и офисные дома.
Но в сети не всегда присутствует синусоидальная составляющая напряжения. При появлении высших гармоник конденсаторные установки необходимо защитить. Для этого применяют различные фильтрующие устройства, чаще всего дроссели.
Одним из значимых преимуществ использования конденсаторных установок является возможность автоматического контроля изменения реактивной мощности нагрузки в электросети и регулирование коэффициента мощности до положенных значений. [2]
В итоге конденсаторные установки снижают загрузку трансформаторов, обеспечивают питание электроприемников по кабелю меньшего сечения, позволяют подключить дополнительную нагрузку за счет разгрузки сети, позволяет предотвратить просадку напряжения для удаленных потребителей, исключает появления перенапряжений, обеспечивают пусть и остановку электрического двигателя и т. д.
Таким образом, можно сделать вывод, что в настоящее время применение установок компенсации реактивной мощности является неотъемлемой частью процесса передачи электроэнергии. Чаще всего для этих целей используются конденсаторные установки, хотя существуют и тиристорные установки которые не уступают конденсаторным в функциональности.
С развитием науки будет появляться все больше способов компенсации реактивной мощности.
Литература:
Проектирование систем электроснабжения В. Н. Радкевич. Минск НПООО «Пион» 2001.
https://www.nucon.ru/catalog/reguliruemye-i-nereguliruemye-kondensatornye-ustanovki-krm/
Правила устройства электроустановок 7 издание.
Основные термины (генерируются автоматически): реактивная мощность, установка, конденсаторная установка, активная мощность, индивидуальный способ, реактивная нагрузка, установка компенсации.
Nokian Capacitors Ltd. — Низковольтное оборудование

ПРОДУКЦИЯ
Низковольтное оборудование

НИЗКОВОЛЬТНЫЕ СИЛОВЫЕ КОНДЕНСАТОРЫ
Низковольтные силовые конденсаторы производятся с использованием новейших технологий. Элементы конденсаторов выполнены из металлизированной полипропиленовой пленки, а также являются самовосстанавливающимися и сухими элементами. Для каждого элемента конденсатора предусмотрена патентованная индивидуальная внутренняя защита.

Конденсаторы серия L1 (.pdf)
Конденсаторы серия L2 (.pdf)

АКТИВНЫЕ ФИЛЬТРЫ MaxSine
Активные фильтры — новое поколение устройств компенсации реактивной мощности и фильтрации ВГС. В настоящее время наблюдается тенденция увеличения количества оборудования, имеющего нелинейные вольтамперные характеристики, на промышленных предприятиях и в электрических сетях инфраструктуры. Наличие ВГС, генерируемых указанными нагрузками, приводит к существенному снижению качества электрической энергии, что искажает технологические характеристики высокоточного и чувствительного электронного оборудования и компьютерных систем измерения и управления. Назначением активных фильтров типа MaxSine является одновременное решение задач снижения уровня ВГС и компенсации реактивной мощности, потребляемой нагрузками, в темпе процессов их изменения со скоростью реакции менее 1 мс.
Активный фильтр MaxSine (.pdf)
Вебсайт активного фильтра MaxSine

Автоматические конденсаторные установки настенного исполнения
Автоматические конденсаторные установки настенного исполнения используются для компенсации коэффициента мощности на главных и групповых распределительных щитах. Компенсация коэффициента мощности означает, что можно избежать облагаемых поставщиками электроэнергии тарифов на реактивную мощность. Автоматические конденсаторные батареи состоят из регулятора коэффициента мощности, который обеспечивает соединение необходимой мощности конденсаторов с системой. Компоненты автоматических конденсаторных установок настенного исполнения (конденсаторные блоки, контакторы и предохранители) вмонтированы в компактные стальные корпусы. Это обеспечивает простоту установки, кроме того, конденсаторные установки, при необходимости можно легко расширить. Расширение допускается в соответствии с рекомендациями по прокладке кабеля.

Когда номинальная мощность превышает более чем 100 квар, необходимо использовать автоматические конденсаторные батареи напольного типа. Когда для системы, состоящей из генерирующей гармонической нагрузки, выбрана компенсация, то надо проверить пригодна ли автоматическая конденсаторная батарея для определенных целей. В случае тех систем, где присутствуют гармоники, компенсация должна быть средством автоматических конденсаторных батарей с блокирующими реакторами или фильтрами гармоник.

Автоматические конденсаторные установки настенного исполнения (.pdf)

НИЗКОВОЛЬТНЫЕ КОНДЕНСАТОРНЫЕ БАТАРЕИ С АВТОМАТИЧЕСКИМ РЕГУЛИРОВАНИЕМ
Автоматические конденсаторные батареи используются для компенсации потребляемой реактивной мощности и коррекции коэффициента мощности на главных и групповых распределительных щитах. Коррекция коэффициента мощности позволяет избежать дополнительных финансовых расходов, связанных с потреблением реактивной мощности. Автоматические батареи конденсаторов состоят из требуемого набора ступеней, управляемых цифровым регулятором реактивной мощностей, что обеспечивает необходимую точность регулирования генерируемой мощности конденсаторной батареи.

Низковольтные конденсаторные батареи с автоматическим регулированием (.pdf)

БЛОКИРУЮЩИЕ РЕАКТОРЫ И БАТАРЕИ СО ВСТРОЕННЫМИ ШИРОКОПОЛОСНЫМИ ФИЛЬТРАМИ
Системы передачи и распределения электроэнергии предназначены для работы с синусоидальным напряжением и током постоянной частоты. При подключении к системе нелинейных нагрузок таких, как тиристорноуправляемые приводы и преобразователи частоты, генерируются высшие гармонические составляющие, которые вызывают искажения напряжения и тока. Существенное снижение уровня ВГС может быть достигнуто при использовании широкополосных фильтров с автоматическим регулированием.

Батареи со встроенными широкополосными фильтрами (.pdf)
Блокирующие реакторы (.pdf)

ФИЛЬТРЫ ГАРМОНИК
Магистральные и распределительные сети предназначены для работы с синусоидальным напряжением и током детерминированной частоты. Однако при подключении нелинейных нагрузок таких, как тиристорные приводы, преобразователи частоты, сварочные аппараты, электродуговые сталеплавильные печи и др., генерируются высшие гармонические составляющие токов, что приводит к существенному снижению качества электроэнергии. Для устранения этой проблемы целесообразным является использование фильтров ВГС.

Фильтры гармоник (.pdf)

ФИЛЬТРЫ НА ТРЕТЬЮ ГАРМОНИКУ
Однофазные нелинейные нагрузки, например, флуоресцентные лампы и компьютеры, соединенные между фазой и нулем, генерируют 3-ю гармонику и многократно вырабатывают ее. Этот ток гармонической составляющей является причиной искажения тока и напряжения. Кроме этого, ток 3-й гармоники в нуле увеличивает риск перегрузки и это является причиной появления магнитного поля частотой в 150 Гц. Вышеупомянутые проблемы могут быть решены, отфильтровав 3-ю гармонику от электросети.

В фильтре на третью гармонику есть элементы конденсатора, которые связаны последовательно с реакторами. Фильтр гармоники вырабатывает реактивную мощность на основной частоте для достижения желаемого коэффициента мощности. Индуктивность реактора выбирается так, чтобы получить очень низкую индуктивную резонансную проводку для 3-й гармоники, в результате чего большинство гармоник могут быть отфильтрованы. В корпусе фильтра находится контактор, тепловое реле, реактор, конденсатор и контрольное реле напряжения.

Фильтры гармоник 3-го порядка (.pdf)

КОНДЕНСАТОРНЫЕ УСТАНОВКИ С ТИРИСТОРНЫМИ ВЫКЛЮЧАТЕЛЯМИ
Конденсаторные установки с тиристорными выключателями, отличающиеся быстродействующей коммутационной способностью, разработаны для поддержки напряжения питания в распределительных системах и коррекции коэффициента мощности подключенных нагрузок. Тиристорные выключатели износоустойчивы, бесшумны в эксплуатации и переходного процесса при коммутации. Управляющие сигналы могут передаваться к конденсаторным установкам непосредственно от нагрузки, что обеспечивает коррекцию коэффициента мощности с минимальной задержкой. Минимальное время, необходимое устройству управления для включения или выключения всех групп конденсаторной установки равно всего лишь периоду одного колебания.

В состав каждой из групп конденсаторной установки входит конденсатор и индуктивность, соединенные последовательно. Они образуют последовательный резонансный контур, настроенный на частоту более низкую, чем самая низкая частота гармоники, имеющейся в системе. Конденсаторная установка выбирается в соответствии с требуемым способом управления, величиной коэффициента мощности, подлежащей компенсации, и подключаемыми нагрузками. Нагрузки могут быть как симметричными, так и асимметричными, и могут быть подсоединены к напряжению магистрали или к фазе.

Конденсаторные установки с тиристорными выключателями (.pdf)

БЛОКИРУЮЩИЕ РЕАКТОРЫ ФИКСИРОВАННОЙ МОЩНОСТИ
Магистральные и распределительные сети предназначены для работы с синусоидальным напряжением и током постоянной частоты. Однако, существует немало нелинейных нагрузок таких, как тиристорные приводы и преобразователи, которые генерируют в сети гармонические составляющие. Это вызывает искажения формы волны напряжения и тока.

Частота настройки резонансного контура, образованного емкостью силового конденсатора и индуктивностью сети, может совпасть с частотой имеющейся гармоники. Если в сети имеется источник гармонических токов для определенной гармонической частоты, то гармонические токи этой частоты могут превышать нормальный уровень в 20 раз. Ввиду усиления гармоник, вызываемого резонансом, происходит искажение формы волны напряжения и тока, что в свою очередь, вызывает дальнейшее искажения тока и напряжения. Поэтому в системах подвергающихся воздействию гармоник, невозможна корректировка коэффициента мощности при помощи обычных конденсаторов.

В целях исключения возникновения явления резонанса, описанного выше, в электрических сетях, подверженных воздействию гармоник, необходимо последовательно соединить дроссель и силовой конденсатор. Это стало возможным в разработке устройства, компенсирующего реактивную мощность базовой частоты и не вызывающего при этом усиления гармоник.

Блокирующие реакторы фиксированной мощности (.pdf)
Введение в схемы коррекции коэффициента мощности на основе конденсаторов — Блог о пассивных компонентах
Источник: блог Capacitor Faks
Часть мощности переменного тока, потребляемой индуктивными нагрузками, используется для поддержания инверсии магнитного поля из-за фазового сдвига между током и напряжением. Эту энергию можно рассматривать как потерянную энергию, поскольку она не используется для выполнения полезной работы. Цепи коррекции коэффициента мощности используются для минимизации реактивной мощности и повышения эффективности, с которой индуктивные нагрузки потребляют мощность переменного тока.Конденсаторы являются важными компонентами в схемах компенсации коэффициента мощности, и в этой статье будут рассмотрены некоторые конструктивные особенности при использовании этих компонентов для коррекции коэффициента мощности.
Реактивная мощность в индуктивных нагрузках
Индуктивные нагрузки, такие как дроссели, двигатели, оборудование для индукционного нагрева, генераторы, трансформаторы и оборудование для дуговой сварки, создают электрическую задержку, которую обычно называют индуктивностью. Эта индуктивность вызывает разность фаз между током и напряжением. На рис. 1 показаны формы сигналов тока и напряжения для нагрузки с нулевым запаздыванием (чисто резистивная нагрузка).
Рисунок 1 Напряжение и ток для идеальной нагрузки

В результате фазового сдвига из-за индуктивности бывают моменты, когда ток и напряжение имеют разные знаки. В это время генерируется отрицательная энергия, которая возвращается в сеть электроснабжения. Когда два возвращают одинаковый знак, для генерации магнитных полей требуется аналогичное количество энергии.Энергия, которая теряется из-за перемагничивания в индуктивных нагрузках, обычно называется реактивной мощностью.
Индуктивные нагрузки переменного тока подразделяются на линейные и нелинейные устройства. Для линейных нагрузок форма сигнала тока и форма сигнала напряжения имеют совпадающие синусоидальные профили. На рисунке 2 показаны кривые тока и напряжения для типичной линейной нагрузки. С другой стороны, поскольку нелинейные нагрузки потребляют ток на разных частотах, формы сигналов тока и напряжения различаются.Для большинства нелинейных нагрузок форма сигнала тока обычно несинусоидальная. На рис. 3 показаны кривые тока и напряжения для нелинейной нагрузки.
Рисунок 2 Напряжение и ток для линейной нагрузки

Рисунок 3 Напряжение и ток для нелинейной нагрузки
Некоторые примеры линейных электрических нагрузок включают нагревательное оборудование, двигатели и лампы накаливания. К нелинейным устройствам относятся частотно-регулируемые приводы, приводы постоянного тока, программируемые контроллеры, осветительные устройства дугового типа, индукционные печи, источники бесперебойного питания и персональные компьютеры.Известно, что нелинейные электрические нагрузки являются основной причиной гармонических искажений в системах распределения электроэнергии.
Коэффициент мощности
Эффективность, с которой электрические устройства или установки потребляют мощность переменного тока, различается. Некоторые нагрузки используют энергию эффективно, в то время как другие тратят значительную часть потребляемой мощности. Коэффициент мощности используется для описания эффективности, с которой нагрузки потребляют мощность переменного тока. Эта безразмерная величина находится в диапазоне от 0 до 1.
Как показано на рис. 4 и рис. 5 , общая мощность переменного тока, также известная как полная мощность, потребляемая электрическим устройством или оборудованием, зависит от двух компонентов: полезной мощности (активной мощности) и реактивной мощности. Под полезной мощностью понимается мощность, необходимая устройству для выполнения задачи. С другой стороны, реактивная мощность не дает полезной работы. Полезная мощность обычно измеряется в кВт, а реактивная мощность — в кВАр.
Рисунок 4 и 5, активная и реактивная мощности диаграммы полной полной мощности
Как показано в Уравнение 1 , коэффициент мощности равен отношению активной мощности (полезной мощности) к полной мощности (полной мощности), потребляемой электрическим устройством или оборудованием.Математически можно показать, что коэффициент мощности равен косинусу угла θ (, уравнение 2, ). Чем ближе это отношение к 1,0, тем выше эффективность устройства или оборудования.
Для идеальной электрической нагрузки коэффициент мощности равен 1,0 (единичный коэффициент мощности). Это означает, что вся мощность, потребляемая нагрузкой, используется для полезной работы. Однако реальной электрической нагрузке добиться этого сложно. Импеданс для нагрузки, представленной , рис. 5, определяется уравнением 3, где XL — индуктивное реактивное сопротивление, которое определяется уравнением , уравнением 4 .
Почему электрической нагрузке трудно достичь единичного коэффициента мощности? Большинству электрических нагрузок присущи реактивные свойства, которые затрудняют достижение идеального коэффициента мощности. Чтобы преодолеть это ограничение, в сеть добавляются схемы коррекции коэффициента мощности для компенсации реактивных характеристик нагрузки.
Коррекция коэффициента мощности (компенсация)
Электрические нагрузки с низким коэффициентом мощности потребляют больше энергии, чем необходимо для выполнения задачи.Это может привести к значительным потерям мощности в сети и высоким потерям в трансформаторе. Такое увеличение потребления энергии увеличивает стоимость работающего оборудования или установок. Низкие коэффициенты мощности также вызывают повышенное падение напряжения в распределительной сети. Поставщики электроэнергии обычно наказывают отрасли, коэффициент мощности которых ниже установленного значения.
Поставщики электроэнергии побуждают промышленных потребителей повышать коэффициент мощности по разным причинам. Начнем с того, что повышение коэффициента мощности может помочь значительно сократить расходы на электроэнергию.Во-вторых, высокий коэффициент мощности помогает минимизировать потери КПД в трансформаторах потребителя. В-третьих, добавление системы коррекции коэффициента мощности помогает увеличить эффективную мощность электрической сети потребителя. Наконец, высокий коэффициент мощности способствует увеличению срока службы электрооборудования.
Сеть компенсации коэффициента мощности снижает мощность, потребляемую нагрузкой, тем самым улучшая общий коэффициент мощности. Компенсационная сеть позволяет электрическим нагрузкам достигать хорошего коэффициента мощности, обычно от 0.95 и 0,98. Коэффициент мощности 0,85 и ниже обычно рассматривается коммунальными предприятиями как плохой коэффициент мощности.
Цепи конденсаторной коррекции коэффициента мощности
Существуют различные методы повышения коэффициента мощности нагрузки или установки. Один из часто используемых методов включает добавление в сеть конденсаторов для коррекции коэффициента мощности. На рисунке 6 показана простая схема, состоящая из источника переменного тока и индуктивной нагрузки.
Рисунок 6 и 7, индуктивная нагрузка с конденсатором коррекции коэффициента мощности и без него
Как конденсатор помогает улучшить коэффициент мощности? В цепи переменного тока реверсирование магнитного поля из-за разности фаз между током и напряжением происходит 50 или 60 раз в секунду.Конденсатор помогает улучшить коэффициент мощности, освобождая линию питания от реактивной мощности. Конденсатор достигает этого за счет накопления энергии обратного магнитного поля.
На рисунке 7 показана индуктивная нагрузка с конденсатором коррекции коэффициента мощности. Рисунок 8 выше иллюстрирует улучшение коэффициента мощности при добавлении конденсатора в схему. Импеданс для цепи с конденсатором компенсации коэффициента мощности определяется уравнением , уравнение 5, , где XC — емкостное реактивное сопротивление, которое определяется уравнением , уравнением 6, .
В большинстве отраслей для компенсации реактивной мощности устанавливается система конденсаторов, управляемая контроллером коррекции коэффициента мощности. При проектировании системы коррекции коэффициента мощности важно избегать увеличения емкости сети. Добавление избыточной емкости к цепи может привести к чрезмерной коррекции, как показано на Рис. 9.
Полупроводниковые приборы также широко используются для коррекции коэффициента мощности. Использование полупроводниковых устройств в цепи для улучшения коэффициента мощности обычно называется активной компенсацией.Синхронные машины с перевозбуждением также обычно используются для улучшения коэффициента мощности сети.
Заключение
Индуктивные нагрузки, такие как трансформаторы, генераторы, двигатели, дроссели и оборудование для дуговой сварки, создают электрическую задержку, в результате чего ток и напряжение имеют разные знаки. Энергия, необходимая для поддержания разворота магнитного поля в индуктивных нагрузках, называется реактивной мощностью. Снижение реактивной мощности за счет повышения коэффициента мощности нагрузки переменного тока помогает минимизировать общие затраты на работу индуктивных нагрузок.Конденсаторы обычно используются в промышленности для повышения коэффициента мощности и минимизации потерь энергии.
предоставленное изображение: Hydra
оригинальная статья, которая впервые появилась на Capacitor Faks здесь, была отредактирована по объему и содержанию EPCI
Система передачи
— компенсация реактивной мощности (часть 1)
1. Потребность в компенсации реактивной мощности
За исключением очень немногих особых ситуаций, вырабатывается электрическая энергия, передается, распределяется и используется как переменный ток (AC). Тем не мение, У переменного тока есть несколько явных недостатков. Одно из них — необходимость реактивная мощность, которую необходимо подавать вместе с активной мощностью. Реактивный мощность может быть опережающей или отстающей. Хотя именно активная мощность способствует к потребляемой или передаваемой энергии реактивная мощность не влияет к энергии.Реактивная мощность является неотъемлемой частью «полной мощности». Реактивный мощность либо вырабатывается, либо потребляется почти в каждом компоненте система, генерация, передача и распределение и, в конечном итоге, нагрузки. Полное сопротивление ветви цепи в системе переменного тока составляет из двух компонентов, сопротивления и реактивного сопротивления. Реактивное сопротивление может быть индуктивным. или емкостной, что способствует увеличению реактивной мощности в цепи. Большинство нагрузок являются индуктивными, и на них должны подаваться запаздывающие реактивные мощность.Эту реактивную мощность экономично подавать ближе к нагрузке. в системе распределения.

В этом разделе компенсация реактивной мощности, в основном в системах передачи установлен на подстанциях, обсуждается. Компенсация реактивной мощности в Системы питания могут быть параллельными или последовательными. Оба будут обсуждаться.
1.1 Шунтирующая компенсация реактивной мощности
Поскольку большинство нагрузок являются индуктивными и потребляют отстающую реактивную мощность, требуемая компенсация обычно обеспечивается ведущим реактивным мощность.Шунтирующая компенсация реактивной мощности может применяться как на нагрузке. уровень, уровень подстанции или на уровне передачи. Может быть емкостным (опережающая) или индуктивная (запаздывающая) реактивная мощность, хотя в большинстве случаев как объяснялось ранее, компенсация является емкостной. Самая распространенная форма опережающая компенсация реактивной мощности за счет подключения шунтирующих конденсаторов к линия.
1.2 Шунтирующие конденсаторы
Шунтирующие конденсаторы используются на уровне подстанции по следующим причинам:
1.Регулировка напряжения: основная причина установки шунтирующих конденсаторов. на подстанциях — контролировать напряжение в пределах требуемых уровней. Нагрузка варьируется днем, с очень низкой нагрузкой с полуночи до раннего утра и в пик значения происходят вечером с 16 до 19 часов. Форма кривой нагрузки также варьируется от буднего дня к выходному, при этом нагрузка на выходные обычно невысока. В виде нагрузка меняется, напряжение на шине подстанции и на шине нагрузки меняется. Поскольку коэффициент мощности нагрузки всегда отстает, конденсатор с параллельным подключением банк на подстанции может повышать напряжение при высокой нагрузке.
Шунтирующие конденсаторные батареи могут быть постоянно подключены к шине (фиксированная конденсаторная батарея) или может быть переключена по мере необходимости. Переключение может быть основано на время, если изменение нагрузки предсказуемо или может основываться на напряжении, мощности коэффициент или линейный ток.
2. Снижение потерь мощности: компенсация коэффициента мощности отстающего от нагрузки с помощью подключенная к шине шунтирующая конденсаторная батарея улучшает коэффициент мощности и снижает ток по линиям электропередачи, трансформаторам, генераторам, и т.п.Это снизит потери мощности (потери I2 R) в этом оборудовании.
3. Повышенное использование оборудования: компенсация шунта с помощью конденсатора. банки снижают нагрузку кВА линий, трансформаторов и генераторов, что означает, что с компенсацией их можно использовать для передачи большей мощности без перегрузка оборудования.
Компенсация реактивной мощности в энергосистеме бывает двух типов — шунтирующая и ряд. Компенсацию шунта можно установить рядом с нагрузкой в распределительной сети. подстанции, вдоль распределительного фидера или на передающей подстанции.У каждого приложения разные цели. Шунтирующая реактивная компенсация может быть индуктивным или емкостным. На уровне нагрузки на распределительной подстанции, а вдоль распределительного фидера компенсация обычно емкостная. На передающей подстанции как индуктивная, так и емкостная компенсация реактивной мощности установлены.

2. Применение шунтирующих конденсаторных батарей в распределительных системах: Перспектива полезности
Проект Солт-Ривер (SRP) — это государственная энергетическая компания, обслуживающая более 720 000 (апрель 2000 г.) клиентов в центральной Аризоне.Тысячи конденсаторов банки установлены во всей распределительной системе.
Конденсаторные батареи в системе распределения используются в основном для поддерживать определенный коэффициент мощности в условиях пиковой нагрузки. Цель коэффициент мощности 0,98 опережает на пике системы. Эта цифра была установлена как попытка иметь единичный коэффициент мощности на стороне подстанции 69 кВ трансформатор. Опережающий коэффициент мощности компенсирует промышленные подстанции без конденсаторов.Единичный коэффициент мощности поддерживает баланс с привязки к другим инженерным сетям.
Основное назначение конденсаторов — не поддержка напряжения, т.к. случай может быть на коммунальных предприятиях с длинными распределительными фидерами. Большинство кормушек в зоне обслуживания СРП не имеют протяженности (подстанций около 2 милях друг от друга) и переключатели ответвлений на трансформаторах подстанции. для регулирования напряжения.
Система SRP — это летняя пиковая система. После каждого летнего пика конденсатор исследование проводится для определения требований к конденсаторам для следующего летом.Вход в компьютерную программу для оценки добавок конденсаторов. состоит из трех основных компонентов:
• Мегаватты и мегавары для каждого трансформатора подстанции в пике нагрузки;
• Список конденсаторных батарей с указанием размера и рабочего состояния на данный момент пика;
• Прогнозируемые нагрузки на следующее лето
Посмотрев на текущий пик MW и Мварс и сравнивая результаты с прогнозируемыми МВт нагрузками, Возможны недостатки Mvar.Вывод программы рассматривается и составляется список потенциальных потребностей. Системные операции персонал также проверяет результаты исследования, и их вклад включается в принятие окончательного решения о добавлении конденсаторных батарей.
После составления списка требований к дополнительной реактивной мощности, принимаются определения о размещении каждого банка. В Требования к конденсаторам разрабатываются для каждого трансформатора. Соотношение квар, подключенных к кВА на фидер, положение на фидере существующие конденсаторные батареи и любая концентрация нынешней или будущей нагрузки все они учитываются при определении положения новых конденсаторных батарей.Все новые конденсаторные батареи на 1200 квар. Тип кормушки на месте конденсаторной батареи определяет, будет ли конденсатор установлен на опоре. (над головой) или на площадках (под землей).
Конденсаторные батареи также требуются, когда предлагаются новые фидеры. для сообществ, построенных по генеральному плану, крупных жилых домов или крупных коммерческих развития.
В таблице 1 показано количество и размер конденсаторных батарей в системе SRP. в 1998 году. В таблице 2 показано количество линейных конденсаторов по типам управления.
Конденсаторные батареи подстанции (три или четыре на трансформатор) обычно инсценировано включаться и выключаться при определенных уровнях нагрузки.
ТАБЛИЦА 1 Количество и размер конденсаторных батарей в системе SRP
ТАБЛИЦА 2 Линейные конденсаторы SRP по типам управления
Тип управления | Номер банка
Ток 4 Фиксированный 450 Время 1760 Температура 38 (используется как фиксированная) Напряжение 5
3. Статическое управление VAR
Статические компенсаторы VAR, широко известные как SVC, представляют собой устройства с параллельным подключением, изменять выходную реактивную мощность, управляя или переключая реактивную компоненты импеданса с помощью силовой электроники.В эту категорию входят следующее оборудование:
Реакторы с тиристорным управлением (TCR) с конденсаторами постоянной емкости (FC)
Конденсаторы с тиристорной коммутацией (TSC)
Реакторы с тиристорным управлением в комбинации с механически или тиристорными коммутируемые конденсаторы
Установлено
SVC для решения различных проблем энергосистемы:
1. Регулировка напряжения
2. Уменьшите колебания напряжения, вызванные изменяющимися нагрузками, такими как дуговая печь и т.д.
3. Увеличение пропускной способности систем передачи
4. Повышение пределов переходной устойчивости энергосистемы
5. Увеличить демпфирование колебаний мощности
6. Снижение временных перенапряжений
7. Глухие подсинхронные колебания
Вид установки SVC показан на фиг. 1.
3.1 Описание SVC
ИНЖИР. 2 показаны три основные версии SVC. ИНЖИР. 2a показывает конфигурацию ТКР с фиксированными конденсаторными батареями.Основными компонентами SVC являются тиристоры. клапаны, реакторы, система управления и понижающий трансформатор.

РИС. 1 Вид установки SVC. (Фото любезно предоставлено ABB Inc., Auburn Холмы, штат Мичиган)

РИС. 2 Три версии SVC. (а) TCR с батареей фиксированных конденсаторов; (б) ТКР с переключаемыми конденсаторными батареями; и (c) компенсатор TSC.

РИС. 3 Кривые напряжения (В) и тока (I) TCR для трех проводников уровни. Угол закрытия тиристора = a; угол проводимости = s.(а) a = 90 ° и s = 180 °; (б) a = 120 ° и s = 120 °; и (c) a = 150 ° и s = 60 °.

РИС. 4 Изменение реактивной мощности TCR с переключаемыми конденсаторными батареями.

РИС. 5 Поток мощности по линии передачи.
3.2 Как работает SVC?
При изменении нагрузки в распределительной системе будет происходить переменное падение напряжения. возникают в системном импедансе, который в основном является реактивным. Предполагая, что генератор напряжение остается постоянным, напряжение на шине нагрузки будет изменяться.Напряжение падение является функцией реактивной составляющей тока нагрузки, а система и реактивное сопротивление трансформатора. Когда нагрузки меняются очень быстро или колеблются часто это может вызвать «мерцание напряжения» у клиентов нагрузки. Мерцание напряжения может раздражать клиентов, потому что вызываемого им «мерцания лампы». Некоторые нагрузки также могут быть чувствительными к этим быстрым колебаниям напряжения.
SVC может компенсировать падение напряжения при колебаниях нагрузки и поддерживать постоянное напряжения, контролируя продолжительность протекания тока в каждом цикле через реактор.Ток в реакторе можно контролировать, контролируя стробирование тиристоров, управляющих периодом проводимости тиристора в каждом цикле от нулевой проводимости (стробирующий сигнал выключен) до проводимости полного цикла. На фиг. 2а, например, предположим, что МВА батареи фиксированных конденсаторов составляет равной МВА реактора, когда ветвь реактора ведет на полный цикл. Следовательно, когда ветвь реактора работает по полному циклу, чистая реактивная мощность, потребляемая SVC (комбинация конденсаторной батареи и TCR) будет нулевым.Когда реактивная мощность нагрузки (обычно индуктивная) изменяется, реактивная мощность SVC будет изменяться в соответствии с реактивной нагрузкой. мощность за счет управления продолжительностью прохождения тока в тиристорном управляемом ответвление реактивной мощности. ИНЖИР. 3 показаны кривые тока для трех проводников. уровни, 60 °, 120 ° и 180 °. ИНЖИР. 3а показаны формы сигналов для тиристорного стробирования. угол (а) 90 °, что дает угол (ы) проводимости 180 ° для каждого тиристора. Это справедливо для проведения полного цикла, так как два соединенных друг с другом тиристоры проводят в каждом полупериоде.Этот случай эквивалентен короткому замыканию тиристоры. ИНЖИР. 3b — случай, когда сигнал стробирования задерживается на 30 ° после пика напряжения, что дает угол проводимости 120 °.
РИС. 3c для a = 150 ° и s = 60 °.
С батареей фиксированных конденсаторов, как показано на фиг. 2а, можно варьировать чистая реактивная мощность SVC только от 0 до полной емкостной VAR. Этого достаточно для большинства применений регулирования напряжения, так как в большинстве случаях для компенсации индуктивных VAR требуются только емкостные переменные. нагрузки.
Если конденсатор можно включать и выключать, Mvar может быть изменен от от полной индукции до полной емкостной, до номинальной индуктивной и емкостные ветви. Конденсаторная батарея может переключаться с помощью механических выключателей. (см. фиг. 2b), если временная задержка (обычно 5-10 циклов) не учитывается, или они могут переключаться быстро (менее 1 цикла) тиристорными переключателями (см. фиг. 2c).
Показано изменение реактивной мощности с переключаемыми батареями конденсаторов для SVC. на фиг.4.
4. Компенсация серии
Компенсация серии
обычно используется в высоковольтных системах передачи переменного тока. Впервые они были установлены в конце 1940-х годов. Последовательная компенсация увеличивается возможность передачи энергии, как в установившемся, так и в переходном режиме, при передаче линия. Поскольку общественность все больше сопротивляется строительству линий передачи сверхвысокого напряжения, конденсаторы серии привлекательны для увеличения возможности линий электропередачи.Последовательные конденсаторы также представляют некоторые дополнительные проблемы для энергосистемы.
Об этом мы поговорим позже.
Мощность, передаваемая через систему передачи (показанную на фиг. 5), составляет выдано…
… Где…
P2 — мощность, передаваемая через систему передачи
V1 — напряжение на передающем конце линии
V2 — напряжение на приемном конце линии передачи
XL — реактивное сопротивление линии передачи
d — фазовый угол между V1 и V2
Уравнение 19.1 показывает, что если полное реактивное сопротивление системы передачи уменьшается путем установки емкости последовательно с линией, мощность передаваемые по линии могут быть увеличены.
Если в линию установлен последовательный конденсатор, уравнение 1 может быть записано как …
… где K = XC / XL — степень компенсации, обычно выражаемая в процентов. Компенсация серии 70% означает стоимость серии Конденсатор в Ом составляет 70% реактивного сопротивления линии.

РИС. 6 Принципиальная однолинейная схема последовательной конденсаторной батареи.
5. Блок конденсаторов серии
Последовательная конденсаторная батарея состоит из конденсаторной батареи, защиты от перенапряжения. система и байпасный выключатель, все возвышаются на изолированной платформе. для сетевого напряжения. См. Фиг. 6. Защита от перенапряжения состоит из варистора из оксида цинка и срабатывающего разрядника, которые соединены параллельно конденсаторной батарее и демпфирующему реактору.До разработка высокоэнергетического варистора из оксида цинка в 1970-х годах, кремниевый карбидный нелинейный резистор использовался для защиты от перенапряжения.
Резисторы из карбида кремния
требуют последовательного включения искрового разрядника, поскольку нелинейность резисторов недостаточно высок. Варистор из оксида цинка лучше нелинейные резистивные характеристики, обеспечивают лучшую защиту и имеют стать стандартной системой защиты для последовательных конденсаторных батарей.
Конденсаторная батарея обычно рассчитана на то, чтобы выдерживать линейный ток в течение нормальные условия потока мощности и условия качания мощности.Это не экономично спроектировать конденсаторы, чтобы выдерживать токи и напряжения, связанные с с неисправностями. В этих условиях конденсаторы защищены металлическим банка оксидных варисторов (MOV). MOV имеет очень нелинейную резистивную характеристику. и проводит незначительный ток, пока напряжение на нем не достигнет защитный уровень. Для внутренних неисправностей, которые определяются как неисправности внутри участок линии, в котором расположена последовательная конденсаторная батарея, токи короткого замыкания может быть очень высоким.В этих условиях как конденсаторная батарея, так и MOV будет обойден «сработавшим искровым разрядником». Демпфирующий реактор (D) ограничивает ток разряда конденсатора и гасит колебания вызвано работой искрового разрядника или замкнутым байпасным выключателем. В амплитуда, частота колебаний и скорость затухания конденсатора ток разряда будет определяться параметрами цепи, C (последовательный конденсатор), L (демпфирующая катушка индуктивности) и сопротивление в цепи, которое в большинстве случаев это потери в демпфирующем реакторе.
Вид установки последовательной конденсаторной батареи показан на фиг. 7.

РИС. 7 Вид с воздуха на конденсаторную установку серии 500 кВ. (ABB Inc.)
5.1 Описание основных компонентов
5.1.1 Конденсаторы
Конденсаторная батарея для каждой фазы состоит из нескольких конденсаторных блоков. в последовательно-параллельном соединении, чтобы обеспечить необходимое напряжение, ток, и Мвар рейтинг банка. Каждый отдельный конденсаторный блок имеет одну фарфоровую втулка.Другой вывод подсоединен к корпусу из нержавеющей стали. Конденсаторный блок обычно имеет встроенный разрядный резистор внутри дело. Конденсаторы обычно имеют пленочную конструкцию с изолирующей жидкостью, которая не является печатной платой. Для отдельных конденсаторных блоков используются два типа предохранителей — внутри слитные или сращенные извне. Чаще используются блоки с внешними предохранителями. В Соединенных Штатах. Конденсаторы с внутренними предохранителями широко распространены в Европе. инсталляции.
5.1.2 Металлооксидный варистор
Металлооксидный варистор (MOV) состоит из дисков из оксида цинка, соединенных последовательно. и параллельное расположение для достижения необходимого уровня защиты и энергии требование. В каждой устанавливаются от одной до четырех колонн дисков из оксида цинка. герметичный фарфоровый контейнер, похожий на высоковольтный разрядник. А Типичная система защиты MOV содержит несколько фарфоровых контейнеров, все подключены параллельно. Требуемое количество параллельных дисковых колонн из оксида цинка зависит от количества энергии, которое должно быть разряжено через MOV во время наихудший проектный сценарий.Типовые характеристики системы защиты MOV следующие.
Система защиты MOV для последовательной конденсаторной батареи обычно рассчитана на выдерживать энергию, выделяемую при всех сбоях в системе вне участок линии, в котором расположена последовательная конденсаторная батарея. Неисправности включают однофазные, межфазные и трехфазные КЗ. Пользователь также следует указать продолжительность неисправности. Большинство неисправностей в системах сверхвысокого напряжения будут сброшены системой первичной защиты за три-четыре цикла.Резервное устранение неисправностей может иметь продолжительность от 12 до 16 циклов. Пользователь должен укажите, должен ли MOV выдерживать энергию для резервного копирования время устранения неисправностей. Иногда указывается, что MOV должен быть рассчитан на все КЗ со временем отключения первичной защиты, но только для однофазных сбои для резервного времени устранения сбоев. По статистике большинство неисправностей однофазные КЗ.
Энергия, отводимая через MOV, постоянно контролируется, и если он превышает номинальное значение, MOV будет защищен срабатывание сработавшего воздушного зазора, который будет обходить MOV.
5.1.3 Срабатывающий воздушный зазор
Срабатывающий воздушный зазор обеспечивает быстрый обход последовательного конденсатора. банк и система MOV при выдаче триггерного сигнала при определенных условия неисправности (например, внутренние неисправности) или когда энергия разряжена через MOV превышает номинальное значение. Обычно он состоит из промежутка сборка двух больших электродов с воздушным зазором между ними. Иногда Также можно использовать два или более последовательных воздушных зазора.Разрыв между электроды устанавливают таким образом, чтобы напряжение пробоя узла зазора без сигнал запуска будет существенно выше, чем защитный уровень MOV даже в самых неблагоприятных атмосферных условиях.
5.1.4 Демпфирующий реактор
Демпфирующий реактор обычно представляет собой конструкцию с воздушным сердечником с параметрами сопротивления. и индуктивность для достижения проектной цели по достижению указанной амплитуды, частота и скорость затухания.Ток разряда конденсатора при шунтировании сработавшим воздушным зазором или байпасным выключателем будут подавляться колебания с амплитуда, скорость затухания и частота определяются параметрами схемы.
5.1.5 Выключатель байпаса
Байпасный выключатель обычно представляет собой стандартный линейный выключатель с номинальным напряжение, основанное на напряжении на конденсаторной батарее. В большинстве установок байпасный выключатель расположен отдельно от платформы конденсаторной батареи и за защитным ограждением.Это упрощает обслуживание. Оба терминала выключателя, стоящего на изоляционных столбах, изолированы для линии Напряжение. Обычно это прерыватель элегазового типа, с элементами управления на земле. уровень.

РИС. 8 Переменная последовательная компенсация, управляемая выключателем.
5.1.6 Система реле и защиты
Система реле и защиты конденсаторной батареи расположена на земле. уровень, в диспетчерской станции, с информацией с платформы и на платформу передается по оптоволоконным кабелям.В нынешней практике задействованы все измеряемые количество на платформе передается на уровень земли, со всеми обработка сигналов производится на уровне земли.

РИС. 9 Однолинейная схема ТКПК, установленного на подстанции Слатт.

РИС. 10 Протекание тока при различных режимах работы TCSC. (а) Без тиристора значение тока (стробирование заблокировано). (b) Обходной с тиристором. (c) Вставлено с нониусным управлением, пропуская некоторый ток через тиристор.
5.2 Подсинхронный резонанс
Конденсаторы серии
при радиальном подключении к линиям передачи от генерация рядом, может создать состояние подсинхронного резонанса (SSR) в системе при некоторых обстоятельствах. SSR может вызвать повреждение генератора вал и нарушение изоляции обмоток генератора. Этот феномен хорошо описана в нескольких учебниках, приведенных в списке литературы на конец этого раздела.
5.3 Регулируемая серия компенсации
Возможность изменять последовательную компенсацию дает больший контроль над поток мощности через линию и может улучшить предел динамической устойчивости энергосистемы. Если последовательная конденсаторная батарея установлена поэтапно, обход одной или нескольких ступеней с помощью байпасных выключателей может изменить величину последовательной компенсации линии. Например, как показано на фиг. 8, если банк состоит из 33% и 67% от общей суммы компенсации, четыре ступени, 0%, 33%, 67% и 100% можно получить, минуя оба банка, меньше банк (33%), более крупный банк (67%), а не в обход обоих банков соответственно.
Изменение последовательной компенсации переключением с помощью механических прерывателей является медленным, что приемлемо для управления установившимся потоком мощности. Однако для повышения динамической устойчивости системы последовательная компенсация нужно быстро менять. Это можно сделать с помощью тиристорного управления. последовательная компенсация (TCSC).
5.4 Серийная компенсация с тиристорным управлением
Последовательная компенсация с тиристорным управлением (TCSC) обеспечивает быстрое управление и изменение импеданса последовательной конденсаторной батареи.На сегодняшний день (1999 г.), три прототипа установки, по одной от ABB, Siemens и General Electric Company (GE) были установлены в США. TCSC — это часть гибкой системы передачи переменного тока (FACTS), которая является приложением силовой электроники для управления системой переменного тока для повышения мощности расход, работа и управление системой переменного тока. TCSC улучшает систему характеристики для демпфирования SSR, демпфирования колебаний мощности, устойчивости к переходным процессам, и управление потоком энергии.
Последним из трех прототипов является установка на Слатте. Подстанция 500 кВ на линии 500 кВ Слатт-Бакли недалеко от штата Орегон-Вашингтон граница в США. Это совместно финансируется компанией Electric Power. Исследовательский институт (EPRI), Бонневильское энергетическое управление (BPA) и General Electric Company (GE). Однолинейная схема Slatt TCSC показан на фиг. 9. Конденсаторная батарея (8 Ом) разделена на шесть одинаковых Модули TCSC.Каждый модуль состоит из конденсатора (1,33 Ом), соединенного спина к спине. тиристорные вентили, управляющие потоком мощности в обоих направлениях, реактор (0,2 Ом), и варистор. Реакторы в каждом модуле последовательно с тиристором. клапаны, ограничивают скорость изменения тока через тиристоры. В контроль протекания тока через реактор также изменяет импеданс комбинированная комбинация конденсатор-реактор, дающая переменное сопротивление. Когда затвор тиристора заблокирован, полный линейный ток протекает через только емкость, а полное сопротивление — 1.Емкостный 33 Ом (см. Фиг. 10а). Когда тиристоры закрыты на полную проводимость (фиг. 10b), большая часть через ветвь реактор-тиристор протекает линейный ток (небольшой ток протекает через конденсатор), и результирующее полное сопротивление составляет 0,12 Ом индуктивного сопротивления. Если тиристоры закрыты только для частичной проводимости (рис. 10c), циркулирующие ток будет течь между конденсатором и катушкой индуктивности, и сопротивление может варьироваться от 1,33 до 4,0 Ом, в зависимости от угла проводимости тиристорные вентили.Последний называется режимом работы нониуса.
Полная конденсаторная батарея со всеми шестью модулями может быть отключена байпасный выключатель. Этот байпасный выключатель расположен за пределами главного конденсатора. платформа банка, аналогичная корпусу для обычного последовательного конденсатора банк. Также имеется реактор, подключенный последовательно к байпасному выключателю. для ограничения величины тока разряда конденсатора через прерыватель. Все реакторы имеют конструкцию сухого типа с воздушным сердечником и рассчитаны на полную линейку. текущий рейтинг.MOV, подключенные параллельно конденсаторам в каждом модуль обеспечивает защиту от перенапряжения. MOV для TCSC требует значительно меньшая способность к поглощению энергии, чем у обычных серий конденсатор сопоставимого размера, так как затвор тиристорных вентилей обеспечивает быстрая защита от неисправностей.
продолжение к части 2 >>
Компенсация реактивной мощности
| Конденсаторная батарея
Компенсация реактивной мощности
Существуют различные способы управления реактивной мощностью в энергосистеме.Раньше синхронный генератор использовался для ввода реактивной мощности.
В настоящее время в этих областях также есть технологический прогресс. Такими устройствами компенсации реактивной мощности являются:
Пассивная компенсация реактивной мощности
Пассивная компенсация реактивной мощности включает установку конденсаторной батареи для ввода реактивной мощности.
Компенсация активной реактивной мощности
Компенсация активной реактивной мощности состоит из использования устройств гибкой системы передачи переменного тока (FACTS) для изменения требований к реактивной и активной мощности.
В этой статье мы говорили о фиксированной компенсации реактивной мощности в энергосистеме.
Давайте изучим, как выбрать емкость конденсатора в зависимости от требуемого коэффициента мощности.
Конденсаторная батарея для повышения коэффициента мощности
Как мы знаем, коэффициент мощности — это фактор, который является одним из решающих факторов для определения величины тока нагрузки.
Формула для однофазной мощности:
Мощность (P) = [В × I × cos (∅)].......... (1)
Где,
P- Активная мощность
В- Входное напряжение
I- Ток нагрузки
cos (∅) — Коэффициент мощности
Мы можем разработать формулу мощности в соответствии с текущими требованиями.
Ток, (I) = [P / (V × cos (∅))]… ....... (2)
Чем ниже коэффициент мощности, тем больше система должна выделять ток, чтобы удовлетворить требуемую активную мощность нагрузки. Это видно из формулы (2).
В идеале коэффициент мощности — Unity, но практически добиться его очень сложно. Есть способы увеличить коэффициент мощности до единицы, и использование конденсаторной батареи — один из них.
Итак, в основном управление реактивной мощностью полезно для поддержания коэффициента мощности как можно ближе к единице.
На приведенном ниже рисунке треугольника мощности показано соотношение между активной мощностью (P), реактивной мощностью (Q), полной мощностью (S) и коэффициентом мощности (∅).
Предположим, что нагрузке требуется мощность «P» с некоторым коэффициентом мощности, тогда в этом случае она также будет потреблять некоторую реактивную мощность.
Эта потребность в реактивной мощности может быть удовлетворена локально за счет генерации через конденсаторную батарею, что позволяет избежать нагрузки реактивной мощности от источника и поддерживать соответствующий требуемый коэффициент мощности.
Это показано на простой принципиальной схеме:
Это может быть показано на приведенной ниже векторной диаграмме с конденсаторной батареей, подключенной со стороны нагрузки.
Векторная диаграмма используется для расчета емкости конденсатора в конденсаторной батарее.
Индуктивная нагрузка требует мощности «S1», что может быть продемонстрировано как:
Активная мощность, P = [В × I × cos (1)] = [S1 × cos (∅1)]
Для расчета можно использовать удобный онлайн-калькулятор мощности.
Для однофазной системы переменного тока:
Для трехфазной системы переменного тока:
А, также требуемый КВАР —
Реактивная мощность, Q1 = [S1 × sin (∅1)]
Где,
Q- Реактивная мощность
S- Полная мощность
Для однофазной системы переменного тока:
Для трехфазной системы переменного тока:
Расставляя получаем,
Реактивная мощность, Q1 = [P × tan (∅1)]
Поскольку мы должны увеличить коэффициент мощности с cos (1) до cos (2), принимая постоянное значение «P», требуемый KVAR равен…
Реактивная мощность, Q2 = [P × tan (∅2)]
Сгенерированный кВАр конденсаторной батареи равен…
Реактивная мощность, Qc = (Q1 - Q2) = [P × tan (∅1) - P × tan (∅2)] = P [загар (∅1) - загар (∅2)]
Где,
Q- Реактивная мощность от конденсаторной батареи
Когда мы получим необходимое значение компенсации реактивной мощности, обеспечиваемой конденсаторной батареей, мы сможем определить емкость этой батареи.
Реактивная мощность конденсатора формула,
Реактивная мощность, Qc = (V²rms / Xc)
Где,
‘Xc’ — полное сопротивление конденсатора.
Импеданс, Xc = [1 / (ω × C)]
Помещая все эти значения в приведенное выше уравнение, мы узнаем о емкости конденсатора.
Конденсатор, C = [Qc / (ω × V²rms)]
Это процедура для определения номинала конденсаторной батареи при коррекции коэффициента мощности.Это значение «C» относится к величине фазной емкости.
Это одно из лучших решений для избежания штрафов из-за более низких коэффициентов мощности в отрасли.
Прочтите статьи по теме:
Спасибо за чтение!
Если вы цените то, что я делаю здесь, в DipsLab, вам следует принять во внимание:
DipsLab — это самый быстрорастущий и пользующийся наибольшим доверием сайт сообщества инженеров по электротехнике и электронике. Все опубликованные статьи доступны БЕСПЛАТНО всем.
Если вам нравится то, что вы читаете, пожалуйста, купите мне кофе (или 2) в знак признательности.
Это поможет мне продолжать оказывать услуги и оплачивать счета.
Я благодарен за вашу бесконечную поддержку.
Закончил магистратуру по энергосистеме НИТ г. Сурат. Я дважды сдавал экзамен GATE. Мне нравится делиться знаниями и контентом в области электротехники.
% PDF-1.4 % 3985 0 объект > эндобдж xref 3985 211 0000000016 00000 н. 0000005819 00000 н. 0000005982 00000 п. 0000008964 00000 н. 0000009586 00000 н. 0000010151 00000 п. 0000010241 00000 п. 0000010924 00000 п. 0000011610 00000 п. 0000012180 00000 п. 0000012655 00000 п. 0000012743 00000 п. 0000013234 00000 п. 0000013634 00000 п. 0000013719 00000 п. 0000013834 00000 п. 0000013947 00000 п. 0000014740 00000 п. 0000015177 00000 п. 0000015806 00000 п. 0000016336 00000 п. 0000017663 00000 п. 0000017798 00000 п. 0000017935 00000 п. 0000018079 00000 п. 0000018194 00000 п. 0000018336 00000 п. 0000018720 00000 п. 0000018862 00000 п. 0000020343 00000 п. 0000020491 00000 п. 0000021650 00000 п. 0000021787 00000 п. 0000021927 00000 н. 0000022067 00000 п. 0000023249 00000 п. 0000024288 00000 п. 0000024433 00000 п. 0000024568 00000 п. 0000024703 00000 п. 0000024838 00000 п. 0000024977 00000 п. 0000025116 00000 п. 0000025251 00000 п. 0000025388 00000 п. 0000025525 00000 п. 0000026567 00000 п. 0000026988 00000 п. 0000027390 00000 н. 0000028801 00000 п. 0000029451 00000 п. 0000029532 00000 п. 0000036276 00000 п. 0000036525 00000 п. 0000036689 00000 п. 0000036760 00000 п. 0000036831 00000 н. 0000038844 00000 п. 0000039093 00000 п. 0000039259 00000 п. 0000039330 00000 н. 0000039412 00000 п. 0000042156 00000 п. 0000042410 00000 п. 0000042615 00000 п. 0000042686 00000 п. 0000042775 00000 п. 0000046500 00000 п. 0000046749 00000 п. 0000047120 00000 н. 0000047191 00000 п. 0000047272 00000 п. 0000047828 00000 п. 0000048077 00000 п. 0000048241 00000 п. 0000048312 00000 п. 0000048395 00000 п. 0000049917 00000 н. 0000050173 00000 п. 0000050372 00000 п. 0000050443 00000 п. 0000050527 00000 п. 0000061586 00000 п. 0000061835 00000 п. 0000062082 00000 п. 0000062394 00000 п. 0000066042 00000 п. 0000066298 00000 п. 0000069841 00000 п. 0000069927 00000 н. 0000074398 00000 п. 0000074469 00000 п. 0000074891 00000 п. 0000080410 00000 п. 0000080659 00000 п. 0000088153 00000 п. 0000088244 00000 п. 0000093906 00000 п. 0000093977 00000 п. 0000094058 00000 п. 0000094087 00000 п. 0000094385 00000 п. 0000094414 00000 п. 0000094712 00000 п. 0000094783 00000 п. 0000094864 00000 н. 0000095288 00000 п. 0000095537 00000 п. 0000095701 00000 п. 0000095730 00000 п. 0000096028 00000 п. 0000096057 00000 п. 0000096448 00000 н. 0000096477 00000 п. 0000096775 00000 п. 0000096804 00000 п. 0000097145 00000 п. 0000097174 00000 п. 0000097471 00000 п. 0000097500 00000 п. 0000097887 00000 п. 0000097958 00000 п. 0000098041 00000 п. 0000101661 00000 н. 0000101910 00000 п. 0000102130 00000 н. 0000102159 00000 н. 0000102527 00000 н. 0000102598 00000 н. 0000102680 00000 н. 0000105723 00000 п. 0000105972 00000 н. 0000106176 00000 п. 0000106205 00000 н. 0000106550 00000 н. 0000106621 00000 н. 0000106706 00000 н. 0000111373 00000 н. 0000111631 00000 н. 0000111921 00000 н. 0000111950 00000 н. 0000112375 00000 н. 0000112404 00000 н. 0000112736 00000 н. 0000112807 00000 н. 0000112897 00000 н. 0000118465 00000 н. 0000118719 00000 н. 0000119065 00000 н. 0000119094 00000 н. 0000119551 00000 н. 0000119622 00000 н. 0000119705 00000 н. 0000123065 00000 н. 0000123327 00000 н. 0000123569 00000 н. 0000123598 00000 н. 0000123962 00000 н. 0000124033 00000 н. 0000124115 00000 н. 0000125200 00000 н. 0000125454 00000 н. 0000125665 00000 н. 0000125694 00000 н. 0000126043 00000 н. 0000126114 00000 н. 0000126195 00000 н. 0000126635 00000 н. 0000126889 00000 н. 0000127058 00000 н. 0000127087 00000 н. 0000127385 00000 н. 0000127414 00000 н. 0000127887 00000 н. 0000127958 00000 н. 0000128039 00000 н. 0000134514 00000 н. 0000134773 00000 н. 0000134947 00000 н. 0000134976 00000 н. 0000135274 00000 н. 0000137133 00000 н. 0000137427 00000 н. 0000139420 00000 н. 0000139738 00000 н. 0000140136 00000 п. 0000142616 00000 н. 0000142977 00000 н. 0000143412 00000 н. 0000144876 00000 н. 0000144917 00000 п. 0000147984 00000 н. 0000148147 00000 н. 0000148272 00000 н. 0000148351 00000 п. 0000149051 00000 н. 0000149331 00000 п. 0000149661 00000 н. 0000149962 00000 н. 0000150632 00000 н. 0000150904 00000 н. 0000151227 00000 н. 0000151443 00000 н. 0000151929 00000 н. 0000152188 00000 н. 0000155393 00000 н. 0000173998 00000 н. 0000177412 00000 н. 0000201282 00000 н. 0000005577 00000 н. 0000004606 00000 н. трейлер ] / Назад 579154 / XRefStm 5577 >> startxref 0 %% EOF 4195 0 объект > поток h ޴ TmlSU ~ = m {gBDEY 8ABm͢ƐSgl Xu) j @] «1 ׏ M82p0L Qs9
Представляем батареи фиксированных конденсаторов среднего напряжения среднего напряжения StacoVAR® Компенсация реактивной мощности и подавление гармоник
25 сентября 2012 г.
Дейтон, Огайо — Staco Energy Products представляет StacoVAR® MV — блок коррекции коэффициента мощности, который обеспечивает коррекцию коэффициента мощности для фиксированных приложений среднего напряжения (2400 и 4160 вольт RMS).Каждая батарея оснащена трехфазными силовыми конденсаторами с малыми потерями (менее 0,2 Вт / квар). Эти конденсаторы содержат изоляцию из полипропиленовой пленки; биоразлагаемая диэлектрическая жидкость, не содержащая ПХБ; и внутренние разрядные резисторы в соответствии со стандартом IEEE Standard 18. StacoVAR® MV может похвастаться диапазонами номинальных значений от 25 до 900 кВАр. Доступны реакторы сухого типа с железным сердечником для сред с высоким содержанием гармоник. Доступность на складе или быстрая доставка по большинству рейтингов.
Конденсаторные блоки размещены в герметичном корпусе из нержавеющей стали типа 409.Каждый блок в группе защищен тремя токоограничивающими предохранителями, которые заключены в клеммную коробку. Банк подходит для внутренней пыленепроницаемой или наружной установки для защиты от атмосферных воздействий. Три предохранителя на блок обеспечивают максимальную защиту от разрыва корпуса в случае неисправности.
Конденсаторные батареи с коэффициентом мощности
StacoVAR® MV могут использоваться для коррекции коэффициента мощности и, с добавлением дополнительного реактора с железным сердечником, могут использоваться в средах с высоким содержанием гармоник. Индуктивность реактора выбирается такой, чтобы резонансная частота конденсаторного блока и реактора была ниже 5-й гармоники.
«Батареи фиксированных конденсаторов StacoVAR MV идеальны, когда требуется небольшое количество постоянной квар для двигателей на 2300 или 4000 вольт или в ответвленных цепях, которые питают несколько двигателей с относительно постоянной нагрузкой», — говорит Рич Зуккаро, менеджер программы Staco Power Factor.
Staco Energy Products Company производит устройства контроля напряжения, VAR-компенсации, источники бесперебойного питания и инженерные решения по обеспечению качества электроэнергии. Уже более 75 лет клиенты по всему миру полагаются на Staco как на надежный источник стандартных и индивидуальных решений для широкого круга проблем с электроснабжением.Компания Staco Energy Products со штаб-квартирой в Дейтоне, штат Огайо, является стопроцентной дочерней компанией Component Corporation of America, расположенной в Далласе, штат Техас. Для получения дополнительной информации посетите веб-сайт www.stacoenergy.com, позвоните по телефону 866-261-1191, напишите в Staco Energy Products Co, 301 Gaddis Blvd, Dayton, OH 45403, или отправьте электронное письмо по адресу [email protected].
Моделирование и анализ методов компенсации реактивной мощности при наличии солнечной распределенной генерации и разработка оптимального размещения и размера конденсаторов
Аннотация
Электросеть — самая большая искусственная система и одна из самых сложных.Эта система росла и развивалась примерно за столетие до большой подключенной системы, которая есть у нас сегодня. Однако нововведений в последние годы очень мало, и с течением времени они становятся все более устаревшими. Более того, нам необходимо изменить операционный статус-кво — это не является экологически безопасным из-за преобладающей угольной генерации. Изучение поведения сети и изучение методов управления в новых сценариях, таких как производство возобновляемой энергии, необходимо для обновления сети, чтобы справиться с новыми проблемами, вызванными внедрением современных технологий, улучшающих наши энергетические системы.
В этой диссертации будут обсуждаться эффекты реактивной мощности, методы компенсации VAR, такие как статические, переключаемые конденсаторные батареи и статические компенсаторы VAR, моделируются в сети с высоким проникновением солнечной энергии. Два разных программного обеспечения используются для моделирования цепи 12,47 кВ, 7 МВт, и компенсация VAR изучается вместе с кривыми нагрузки. Методы VAR-компенсации эффективно используются, и обсуждаются их эффекты.
Разработан новый метод оптимального размещения конденсаторов и их размера для снижения потерь с использованием оптимизации потока мощности и графических инструментов для достижения наиболее эффективного и эффективного места и размера для размещения батарей.Используя простые в реализации шаги, он позволяет снизить потери и затраты, повышая эффективность сети. Достоверность подхода проверяется на той же ранее исследованной сети, подтверждая ее функционирование и эффективное сокращение потерь в цепях более чем на 5%.
Основное содержание
Загрузить PDF для просмотраПросмотреть больше

Больше информации Меньше информации
Закрывать
Введите пароль, чтобы открыть этот PDF-файл:
Отмена ОК
Подготовка документа к печати…
Отмена
Что такое тестирование банка конденсаторов и зачем оно проводится
Конденсаторная батарея
представляет собой комбинацию множества конденсаторов одинакового номинала, соединенных параллельно или последовательно друг с другом для сбора электрической энергии.Полученный в результате банк затем используется для противодействия или коррекции задержки коэффициента мощности или фазового сдвига в источнике питания переменного тока. Их также можно использовать в источниках питания постоянного тока для увеличения общего количества накопленной энергии или для увеличения допустимой мощности пульсаций источника питания.
Банки конденсаторов обычно используются для
Коррекция коэффициента мощности
Компенсация реактивной мощности
Конденсаторы имеют противоположный эффект по сравнению с индуктивными двигателями: они нейтрализуют большой ток и, таким образом, эта конденсаторная батарея снижает ваши счета за электроэнергию.
Почему проводится тестирование батареи конденсаторов? Блоки конденсаторов
являются важным аспектом вашей энергосистемы, обеспечивающим правильную коррекцию коэффициента мощности. Блок коррекции коэффициента мощности имеет различные функциональные настройки в зависимости от положения, в котором они установлены. Влага, время, гармоники и температура изменяют коррекцию коэффициента мощности конденсаторных батарей. Уже установленные конденсаторные батареи, если они не были протестированы или не обслуживались в течение определенного времени, перестают функционировать на самом высоком уровне.Со временем работа конденсаторов может ослабнуть, что снизит коэффициент мощности вашей энергосистемы, что приведет к потере коэффициента мощности.
Что делается во время тестирования батареи конденсаторов?
Для проверки конденсаторной батареи используется стандарт IEEE или ANSI. Конденсаторные батареи проводят 3 типа. Их
Испытания конструкции или типовые испытания
Производственные испытания или плановые испытания
Полевые испытания или пуско-наладочные испытания
Расчетные или типовые испытания конденсаторной батареи
Когда производитель запускает новую конструкцию силового конденсатора, необходимо проверить, соответствует ли новая партия конденсатора стандарту.Типовые испытания или испытания конструкции не проводятся на одиночном конденсаторе, вместо этого они проводятся на некоторых случайно выбранных конденсаторах, чтобы убедиться в соответствии стандарту.
Во время запуска новой конструкции, после того, как эти испытания конструкции выполнены, нет необходимости повторять эти испытания для какой-либо последующей партии продукции до тех пор, пока конструкция не будет изменена. Дизайн-тесты или типовые испытания обычно дороги или разрушительны.
Типовые испытания, проведенные на конденсаторной батарее: —
Испытание на устойчивость к импульсам высокого напряжения.
Испытание втулки.
Испытание на термическую стабильность.
Испытание напряжения радиоизлучения (RIV).
Тест на спад напряжения.
Тест разряда короткого замыкания.
Регулярный тест конденсаторной батареи
Регулярные испытания также называются производственными испытаниями. Эти испытания должны проводиться на каждом конденсаторном блоке производственной партии, чтобы гарантировать индивидуальные рабочие параметры.
Кратковременное испытание на перенапряжение
В этом тесте постоянное напряжение 4.К стойкам вводов конденсаторного блока прикладывают 3-кратное номинальное действующее напряжение или переменное напряжение, превышающее 2-кратное номинальное действующее напряжение. Диапазон конденсаторов должен выдерживать любое из этих напряжений не менее десяти секунд. Температура устройства во время испытания должна поддерживаться на уровне 25 ± 5 градусов. В случае трехфазного конденсаторного блока, если элементы трехфазного конденсатора соединены звездой с нейтралью, подключенной через четвертый ввод или через кожух, напряжение, приложенное между фазными выводами, будет в √3 раза выше упомянутых выше напряжений.То же напряжение, что и выше, будет приложено к фазному выводу и нейтрали.
Проверка напряжения между клеммами и корпусом
Это испытание применимо только тогда, когда внутренние конденсаторные элементы блока изолированы от его корпуса. Это гарантирует выдерживаемость перенапряжения изоляции между элементами конденсатора и металлическим корпусом. Испытательное напряжение прикладывают между корпусом и стойкой ввода в течение 10 секунд. Для конденсаторного блока, имеющего вводы с разными BIL, это испытание проводится на основе нижнего ввода BIL.
Тест емкости
Это испытание проводится для того, чтобы гарантировать, что каждый конденсаторный блок в партии или партии должен дать не более 110% своей номинальной VAR во время нормального функционирования в пределах возможного температурного предела, который считается ˚C. Если измерение проводится при любой температуре, отличной от 25 ° C, то результат с меандрами должен быть рассчитан в соответствии с 25 ° C.
Испытание конденсаторных блоков на утечку
Это испытание проводится для того, чтобы убедиться в отсутствии утечки на пределе.В этом испытании испытательный образец нагревается внешней печью, чтобы заставить изолирующую жидкость выходить из корпуса, если есть какая-либо точка утечки. Этот тест позволяет убедиться, что все соединения затянуты и герметизированы правильно.
Тест разрядного резистора
Это испытание проводится на каждом конденсаторном блоке, чтобы убедиться, что внутреннее разрядное устройство или резистор способен разрядить конденсаторный блок от его начального остаточного напряжения до 50 В или менее в течение заданного времени.Начальное остаточное напряжение может быть в 2 раза больше номинального действующего напряжения конденсатора.
Тест определения убытков
Этот тест проводится на каждом конденсаторном блоке, чтобы продемонстрировать, что потери, возникающие в блоке во время работы, меньше максимально допустимой потери блока.
Проверка работоспособности предохранителя блока конденсатора с внутренним предохранителем
В этом испытании конденсаторный блок сначала заряжается постоянным напряжением (DC), в 1,7 раза превышающим номинальное среднеквадратичное напряжение конденсаторного блока.Тогда этот блок может производить разряд через зазор, расположенный как можно ближе, без какого-либо дополнительного сопротивления разрядной цепи. Емкость конденсатора следует измерять перед подачей зарядного напряжения и после разрядки блока. Отклонение этих двух измерений должно быть меньше, чем изменение емкости при срабатывании внутреннего плавкого элемента.
Пусконаладочные работы или монтажные испытания конденсаторной батареи
Когда конденсаторная батарея практически установлена на месте, должны быть выполнены некоторые специальные тесты, чтобы убедиться, что соединение каждого блока и батареи в порядке и в соответствии со спецификациями.
Измерение емкости
Для определения емкости батареи в целом используется чувствительный измеритель емкости, чтобы убедиться, что подключение батареи соответствует требованиям. Если измеренное значение не соответствует расчету, в банке должно быть какое-то неправильное соединение, которое необходимо исправить. Мы должны применять полное номинальное напряжение для определения емкости батареи, а не только десять процентов от номинального напряжения, чтобы определить емкость блока. Формула емкости: где, V — напряжение, приложенное к батарее, I — ток питания и ω = 377.7, что является постоянным качеством.
Испытание изоляции высоким напряжением
Этот тест проводится в соответствии с NBMA CP-1.
Как проводится тестирование батареи конденсаторов?
Провести оценку рисков на месте
Перед выполнением этой задачи любые угрозы на объекте должны быть оценены и определены с помощью соответствующих мер контроля.
Если какие-либо опасности не могут быть уменьшены или преодолены до подходящего предела, не продолжайте выполнение задачи и обратитесь за помощью к своему руководителю.
Все работы, которые необходимо проделать с обесточенной батареей конденсаторов
Все испытания должны проводиться при обесточенной конденсаторной батарее и при соблюдении соответствующих мер контроля для предотвращения случайного контакта с соседней находящейся под напряжением установки или нарушения запретных зон.
Выдавайте разрешение на тестирование и следуйте требованиям P53 Управляйте сетевым процессом. Согласно данным полевых испытаний первичной установки и вторичных систем подстанции, риски безопасности, применимые к конденсаторам, включают:
Контакт с высоким напряжением на первичных соединениях конденсаторной батареи
Экстремальный ток короткого замыкания
Накопленная энергия в заряженных конденсаторах
Выполнить вторичную изоляцию
Оценить необходимость вторичной изоляции систем защиты.
При проведении этой оценки следует учитывать чувствительность защиты конденсаторной батареи и возможность для тестируемого конденсатора непреднамеренно разрядить накопленную энергию в систему защиты.
В большинстве случаев потребуется вторичная изоляция системы защиты.
Рекордный завод Подробная информация
Запишите идентификационные данные каждого конденсаторного блока
Наименование производителя
Наименование типа производителя
Серийный номер производителя
Год выпуска
Измеренная емкость и номинальная емкость Cn, как указано на паспортной табличке
Серийный номер каждой емкости конденсатора
Номинальная мощность Qn
Номинальное напряжение Un
Номинальный ток в
Температурная категория
Визуальный осмотр состояния конденсаторной батареи
Осмотрите внешние поверхности и убедитесь, что конденсаторные блоки и реакторы чистые и сухие.
Проверьте правильность основных соединений.
Проверьте заземление монтажных рам и корпуса конденсаторной батареи.
Измерение сопротивления изоляции
Испытания сопротивления изоляции, перечисленные ниже, должны проводиться в течение одной минуты каждое.
Для этих испытаний необходимо отсоединить предохранительные трансформаторы тока / трансформаторы напряжения
, подключенные к нейтрали батареи.
Если несколько компонентов соединены параллельно, например, конденсаторные батареи, нет необходимости проводить отдельное измерение сопротивления изоляции каждого компонента.
Чтобы убедиться, что оцениваемые конденсаторы изменились соответствующим образом для обеспечения точного измерения ИК-излучения, убедитесь, что конденсатор был заряжен мегомметром таким образом, чтобы изменение ИК-излучения за 1-минутный период составляло менее 5%.
Измерение емкости
Измерьте емкость каждого отдельного конденсаторного блока с помощью емкостного моста. Использование любого испытательного оборудования должно выполняться в соответствии с инструкциями по эксплуатации, относящимися к используемому оборудованию.
Обратите внимание, что емкостные мосты клещевого типа обычно можно использовать без отключения конденсаторных блоков от батареи.
Рекомендуется не отсоединять конденсаторные блоки для измерения, чтобы избежать непреднамеренного повреждения вводов конденсаторных блоков.
Обратите внимание, что втулки имеют строго определенные пределы максимального крутящего момента, которые нельзя превышать при затяжке соединений.
С другой стороны, необходимо подключить источник переменного тока для последовательной вставки в конденсаторный блок.
Напряжение, измеренное на каждом блоке, из которого можно рассчитать емкость по формуле:
C = I / (2 x Pi x f x V)
Где C = емкость в фарадах. V = индуцированное напряжение в вольтах. I = подаваемый ток в амперах. f = частота подаваемого тока.
Расчет емкости должен выполняться в период, когда температура на батарее стабильна.
Измерение реактивного сопротивления
Если установлены реакторы ограничения пускового тока или реакторы настройки, измерьте реактивное сопротивление реакторов.
Предпочтительный метод состоит в том, чтобы ввести большой переменный ток и определить напряжение, индуцированное на реакторе, из которого можно рассчитать реактивное сопротивление по формуле:
Z = V / I
Где Z = реактивное сопротивление в омах. V = индуцированное напряжение в вольтах. I = подаваемый ток в амперах.
Эта формула игнорирует резистивную составляющую импеданса, что является допустимым упрощением для типичных реакторов (добротность типичного реактора с воздушным сердечником превышает 40.
Провести испытание высоким напряжением
Высоковольтные испытания конденсаторов постоянным и переменным током необходимы только в том случае, если этого требует владелец, и обычно их спрашивают только о том, есть ли производственные или серийные проблемы, которые необходимо решить.
В качестве альтернативы, это может потребоваться по усмотрению инженера-наладчика, когда выведенный из эксплуатации банк возвращается в эксплуатацию. Конденсатор должен выдерживать испытательное напряжение постоянного тока, приложенное в течение 10 секунд между клеммами первичной обмотки.
Применяемый уровень напряжения:
Utest = Un x 4,3 x 0,75
Где Utest = приложенное испытательное напряжение. Un = номинальное напряжение конденсатора.
Конденсатор также должен выдерживать 1-минутное испытание на устойчивость к промышленной частоте испытательным напряжением, приложенным между выводами конденсатора и землей.
Проверка баланса каждого банка
Выполните проверку баланса каждого банка, вставив измеренное значение емкости в соответствующую программу балансировки.
При необходимости поменяйте банки местами для достижения приемлемого баланса банка.
Выполнение первичного впрыска
Первичная инжекция может выполняться для проверки работоспособности схем защиты блока батарей путем перемычки емкостей конденсаторов батареи и использования источника тока низкого напряжения для инжекции через соответствующие ТТ.
Если первичная подача требуется для подтверждения правильности баланса конденсаторной батареи, ее следует выполнять в то время, когда температура относительно стабильна и однородна по всей батарее.
Подключите сбалансированный трехфазный источник к входным клеммам банка и определите:
Напряжение, приложенное к каждой фазе (фаза к фазе и фаза к нейтрали).
Линейный ток каждой фазы.
Напряжение звезды конденсаторной батареи относительно нейтрали.
Напряжение / ток, измеренные при защите от несбалансированности.
Вторичный ток от каждой жилы ТТ измерения / защиты.
Подтвердите, что любой несбалансированный ток / напряжение при масштабировании от первичного испытательного напряжения впрыска до фактического номинального напряжения ниже порога, необходимого для срабатывания аварийного сигнала дисбаланса или отключения.
Полный контрольный перечень пуско-наладочных работ
Конденсаторная батарея, вводимая в эксплуатацию впервые, требует проверки следующих пунктов (если применимо) перед подачей питания:
Убедитесь, что детали из листового металла не имеют повреждений при транспортировке и правильно собраны.
Убедитесь, что все стационарно закрепленные панели правильно закреплены болтами.
Проверьте затяжку всей дверной фурнитуры.
Убедитесь, что дверные замки работают правильно.
Проверьте внешний вид, чистоту лакокрасочного покрытия и отсутствие царапин.
Проверьте правильность и надежность заделки всех кабелей управления.
Убедитесь, что конденсаторы аккуратны и не имеют повреждений и утечек.
Убедитесь, что соединения сборных шин затянуты правильно.
Убедитесь, что соединения втулки конденсатора затянуты правильно.
Проверить работу выключателя массы.
Проверить работу изолятора.
Проверить работу таймеров разряда и электрической блокировки с системами управления, а также высоковольтными выключателями и переключателями, способными запитать батарею.
Проверьте работу точечных реле, включая адаптивную способность реле POW.
Убедитесь, что имеются ключи системы блокировки.
Проверить работу освещения шкафа.
Проверьте работу нагревателя.
Убедитесь, что все предохранители / перемычки на месте.
Убедитесь, что все вторичные перемычки ТТ замкнуты.
Проверить внешние заборы и ворота.
Убедитесь, что все таблички и паспортные таблички находятся на своих местах.
Запишите сведения о заводе по управлению активами для SAP / MIMS.
Проверить работу всех функций управления и защиты.
Включить и провести испытания под нагрузкой
После подачи питания сохраните вторичные токи и напряжения на всех вторичных цепях защиты и измерения, включая измерения нулевой последовательности, фазы и несбалансированности.
Подтвердите и запишите правильность работы и адаптивность устройства переключения точки на волну. Может потребоваться несколько тестовых включений.
Преимущества тестирования конденсаторных батарей
Уменьшить линейный ток системы
Повышает уровень напряжения нагрузки
Уменьшить системные потери
Повышает коэффициент мощности источника тока
Уменьшить нагрузку генератора
Уменьшите капитальные вложения на мегаватт нагрузки.

Тип КК, соединение разрядных сопротивлений	Сопротивление, R, Ом	Максимальное значение напряжения КК, Uмакс., В
Однофазные	180	600
Однофазные	300	750
Трехфазные, схема соединения «открытый треугольник»	2×120	480
	2×180	600
	2×200	630
	2×300	750
Трехфазные, схема соединения «треугольник»	3×82	400
	3×120	480
	3×180	600
	2×300	760
При параллельном соединении КК общей мощностью > 40 квар	3×68	440
	3×82	480
	3×100	530
	3×120	600
	3×180	720

Мощность КБ, квар	Напряжение 220/230 В		Напряжение 380/500 В
Мощность КБ, квар	Сопротивление, Ом	Мощность рассеяния, Вт	Сопротивление, Ом	Мощность рассеяния, Вт
2,5–5	3900	12	8200	12
10–15	1800	25	4300	25
20–50	1000	50	2200	50

Мощность КБ, квар	Тип	Сопротивление, Ом	Мощность рассеяния, Вт
5–25	RD-25	2×1500	20
40–60	RD-60	2×1000	20
60–100	RD-100	2×1000	37,5

Параметр	Номинальное значение
Номинальное напряжение, Uном.	230–690 В
Номинальная частота, f	50/60 Гц
Сопротивление постоянному току, R	4900 Ом
Время разряда (≤50 В)	при напряжении 230 В: до 25 квар < 10 с, до 50 квар < 20 с, до 100 квар < 40с; при напряжении 400 В: до 25 квар < 5 с, до 50 квар < 10 с, до 100 квар < 20 с; при напряжении 525 В: до 25 квар < 3 с, до 50 квар < 6 с, до 100 квар < 12 с; при напряжении 690 В: до 25 квар < 2 с, до 50 квар < 4 с, до 100 квар < 8 с.
Собственные потери, ΔР	< 1 Вт
Разрядный ток	при напряжении 230 В < 1,7 мА при напряжении 440 В < 3,3 мА при напряжении 525 В < 4,8 мА при напряжении 690 В < 9 мА
Допустимое число разрядов (при температуре 40 °С)	4/мин при QКБ = 12,5 квар 3/мин при QКБ = 25 квар 2/мин при QКБ = 50 квар 1/мин при QКБ = 100 квар
Степень защиты	IP20
Класс изоляции	B (соответствует VDE 0532)
Рабочая температура	–25…+55 °С (средняя за 24 часа)
Температура окружающей среды	макс. + 40 °С
Охлаждение	естественное
Размеры	36×60×90 мм
Масса	0,38 кг

Назначение конденсаторных установок | Статьи Мегавар

Читайте также

Что делать, если грудничок не спит днем: советы по налаживанию режима сна

Антигистаминные препараты для новорожденных: лечение и профилактика аллергии у грудничков

Методика «Цветоник» М. Лазарева для музыкального развития детей

Добавить комментарий Отменить ответ