Στατικοί πυκνωτές για αντιστάθμιση άεργου ισχύος

Οι στατικοί πυκνωτές χρησιμοποιούνται ευρέως στις βιομηχανικές επιχειρήσεις ως μέσο αντιστάθμισης αέργου ισχύος Τα κύρια πλεονεκτήματα των στατικών πυκνωτών για την αντιστάθμιση αέργου ισχύος είναι:

1) μικρές απώλειες ενεργού ισχύος που κυμαίνεται από 0,3-0,45 kW ανά 100 kvar.

2) η απουσία περιστρεφόμενων εξαρτημάτων και η σχετικά χαμηλή μάζα της εγκατάστασης με πυκνωτές και από αυτή την άποψη δεν υπάρχει ανάγκη για θεμέλιο. 3) περισσότερα απλή και φθηνή λειτουργίααπό άλλες αντισταθμιστικές συσκευές? 4) δυνατότητα αύξησης ή μείωσης της εγκατεστημένης ισχύος, ανάλογα με την ανάγκη. 5) δυνατότητα εγκατάστασης στατικών πυκνωτών σε οποιοδήποτε σημείο του δικτύου: σε μεμονωμένους ηλεκτρικούς δέκτες, σε ομάδες σε συνεργεία ή μεγάλες μπαταρίες. Επιπλέον, η αστοχία ενός μεμονωμένου πυκνωτή, εάν προστατεύεται σωστά, συνήθως δεν επηρεάζει τη λειτουργία ολόκληρου του πυκνωτή. Ταξινόμηση και τεχνικά χαρακτηριστικά στατικών πυκνωτών για αντιστάθμιση άεργου ισχύος Οι στατικοί πυκνωτές ταξινομούνται σύμφωνα με τα ακόλουθα κριτήρια: ονομαστική τάση, αριθμός φάσεων, τύπος εγκατάστασης, τύπος εμποτισμού, συνολικές διαστάσεις. Για την αντιστάθμιση της άεργου ισχύος των ηλεκτρικών εγκαταστάσεων εναλλασσόμενου ρεύματος με συχνότητα 50 Hz, η εγχώρια βιομηχανία παράγει πυκνωτές για τις ακόλουθες ονομαστικές τάσεις: 220 — 10500 V. Πυκνωτές με τάση 220-660 V διατίθενται τόσο σε μονοφασικές όσο και σε τριφασικοί (τμήματα συνδεδεμένα με τρίγωνο) και πυκνωτές με τάση 1050 V και άνω είναι διαθέσιμοι μόνο σε μονοφασικούς. Πυκνωτές με δυνατότητα εκτέλεσης τριφασικών μονάδων πυκνωτών με τάση 3,6 και 10 kV με σχήμα σύνδεσης αστέρι. Πυκνωτές με τάσεις 1050, 3150, 6300 και 10500 V χρησιμοποιούνται για την κατασκευή τριφασικών μονάδων πυκνωτών με τάσεις 1, 3, 6 και 10 kV με σύνδεση δέλτα. Οι ίδιοι πυκνωτές χρησιμοποιούνται σε συστοιχίες πυκνωτών υψηλότερης τάσης. Ανάλογα με τον τύπο της εγκατάστασης, μπορούν να παραχθούν πυκνωτές με όλες τις ονομαστικές τάσεις τόσο για εξωτερικές όσο και για εσωτερικές εγκαταστάσεις. Οι πυκνωτές για εξωτερικές εγκαταστάσεις παράγονται με εξωτερική μόνωση (τερματικοί μονωτές) για τάση τουλάχιστον 3150 V. Ανάλογα με τον τύπο εμποτισμού, οι πυκνωτές χωρίζονται σε πυκνωτές εμποτισμένους με ορυκτέλαιο και σε πυκνωτές εμποτισμένους με συνθετικό υγρό διηλεκτρικό. Όσον αφορά το μέγεθος, οι πυκνωτές χωρίζονται σε δύο διαστάσεις: η πρώτη με διαστάσεις 380x120x325 mm, η δεύτερη με διαστάσεις 380x120x640 mm. Τύποι και ονομασίες στατικών πυκνωτών για αντιστάθμιση άεργου ισχύος Οι στατικοί πυκνωτές παράγονται στους ακόλουθους τύπους: KM, KM2, KMA, KM2A, KS, KS2, KSA, KS2A και τα σημάδια ταξινόμησης αντικατοπτρίζονται στον αλφαριθμητικό προσδιορισμό του τύπου. Τα γράμματα και οι αριθμοί σημαίνουν: K — «συνημίτονο», M και C — εμποτισμένο με ορυκτέλαιο ή συνθετικό υγρό διηλεκτρικό, A — έκδοση για εξωτερική εγκατάσταση (χωρίς γράμμα A — για εσωτερική), 2 — έκδοση σε περίπτωση δεύτερου μεγέθους (χωρίς αριθμός 2 — στην περίπτωση της πρώτης διάστασης). Μετά τον προσδιορισμό του τύπου, οι πυκνωτές υποδεικνύονται με αριθμούς Μετρημένη ηλεκτρική τάση πυκνωτή (kV) και ονομαστική ισχύ (kvar). Για παράδειγμα: KM-0.38-26 σημαίνει «συνημίτονος» πυκνωτής (για αντιστάθμιση άεργου ισχύος σε δίκτυο εναλλασσόμενου ρεύματος συχνότητας 50 Hz), εμποτισμένος με ορυκτέλαιο, για εσωτερική εγκατάσταση, πρώτη διάσταση, για τάση 380 V, με ισχύ 26 kvar. KS2-6.3-50-«cosine», εμποτισμένο με συνθετικό υγρό, δεύτερου μεγέθους, για εσωτερική εγκατάσταση, για τάση 6,3 kV, ισχύς 50 kvar.

Συσκευή στατικού πυκνωτή για αντιστάθμιση άεργου ισχύος

Τα κύρια δομικά στοιχεία των πυκνωτών είναι μια δεξαμενή με μονωτές και ένα κινητό μέρος που αποτελείται από μια μπαταρία τμημάτων των απλούστερων πυκνωτών.

Οι πυκνωτές μιας σειράς με ονομαστική τάση έως και 1050 V κατασκευάζονται με ενσωματωμένες ασφάλειες συνδεδεμένες σε σειρά με κάθε τμήμα. Οι πυκνωτές υψηλότερης τάσης δεν έχουν ενσωματωμένες ασφάλειες και πρέπει να εγκατασταθούν ξεχωριστά. Σε αυτή την περίπτωση, πραγματοποιείται ομαδική προστασία πυκνωτών με ασφάλειες.Όταν η ομαδική προστασία πραγματοποιείται με τη μορφή ασφαλειών, μία ασφάλεια προστατεύει κάθε 5-10 πυκνωτές και το ονομαστικό ρεύμα της ομάδας δεν υπερβαίνει τα 100 A. Επιπλέον, εγκαθίστανται κοινές ασφάλειες για ολόκληρη την μπαταρία.

Για πυκνωτές με τάση 1050 V και κάτω, με ενσωματωμένες ασφάλειες, εγκαθίστανται επίσης κοινές ασφάλειες για την μπαταρία στο σύνολό της και με σημαντική ισχύ μπαταρίας - για μεμονωμένα τμήματα.

Ανάλογα με την τάση του δικτύου, οι συστοιχίες τριφασικών πυκνωτών μπορούν να συμπληρωθούν με μονοφασικούς πυκνωτές με σύνδεση σε σειρά ή παράλληλη σειρά πυκνωτών σε κάθε φάση της μπαταρίας.

Σύνδεση συστοιχιών πυκνωτών στο δίκτυο

Οι συστοιχίες πυκνωτών οποιασδήποτε τάσης μπορούν να συνδεθούν στο δίκτυο είτε μέσω μιας ξεχωριστής συσκευής που έχει σχεδιαστεί για την ενεργοποίηση ή απενεργοποίηση των πυκνωτών μόνο, είτε μέσω μιας κοινής συσκευής ελέγχου με μετασχηματιστή ισχύος, ασύγχρονο κινητήρα ή άλλο δέκτη ηλεκτρικής ενέργειας.

Οι στατικοί πυκνωτές σε εγκαταστάσεις με τάση έως 1000 V συνδέονται στο δίκτυο και αποσυνδέονται από το δίκτυο χρησιμοποιώντας διακόπτες ή διακόπτες κυκλώματος.

Οι πυκνωτές που χρησιμοποιούνται σε εγκαταστάσεις με τάσεις πάνω από 1000 V συνδέονται στο δίκτυο και αποσυνδέονται από το δίκτυο μόνο μέσω διακοπτών ή αποζεύξεων (αποζεύκτες φορτίου).

Για να μην είναι πολύ υψηλό το κόστος απενεργοποίησης του εξοπλισμού, δεν συνιστάται να λαμβάνετε χωρητικότητες συσσωρευτών πυκνωτών μικρότερες από:

α) 400 kvar σε τάση 6-10 kV και σύνδεση των μπαταριών σε ξεχωριστό διακόπτη.

β) 100 kvar σε τάση 6-10 kV και σύνδεση της μπαταρίας σε διακόπτη από κοινού με μετασχηματιστή ισχύος ή άλλο ηλεκτρικό δέκτη.

γ) 30 kvar σε τάσεις έως 1000 V.

Χρήση αντιστάσεων εκφόρτισης με πυκνωτές για αντιστάθμιση άεργου ισχύος

Για ασφάλεια κατά τη συντήρηση των αποσυνδεδεμένων πυκνωτών κατά την αφαίρεση του ηλεκτρικού φορτίου, είναι απαραίτητο να χρησιμοποιείτε αντιστάσεις εκφόρτισης συνδεδεμένες παράλληλα με τους πυκνωτές. Για λόγους αξιόπιστης εκφόρτισης, η σύνδεση των αντιστάσεων εκφόρτισης με τους πυκνωτές θα πρέπει να γίνεται χωρίς ενδιάμεσους αποζεύκτες, διακόπτες ή ασφάλειες. Οι αντιστάσεις εκφόρτισης πρέπει να παρέχουν ταχεία αυτόματη μείωση της τάσης στους ακροδέκτες του πυκνωτή.

Κατόπιν αιτήματος του πελάτη, οι πυκνωτές μπορούν να παραχθούν με ενσωματωμένες αντιστάσεις εκκένωσης που βρίσκονται κάτω από το κάλυμμα μιας μονωτικής σφράγισης. Αυτές οι αντιστάσεις μειώνουν την τάση από τη μέγιστη τάση λειτουργίας στα 50 V σε όχι περισσότερο από 1 λεπτό για πυκνωτές με τάση 660 V και κάτω και σε όχι περισσότερο από 5 λεπτά για πυκνωτές με τάση 1050 V και άνω.

Οι περισσότεροι πυκνωτές που είναι ήδη εγκατεστημένοι σε βιομηχανικές επιχειρήσεις δεν έχουν ενσωματωμένες αντιστάσεις εκφόρτισης.Στην περίπτωση αυτή, συνήθως χρησιμοποιούνται λαμπτήρες πυρακτώσεως για τάση 220 V. ως αντίσταση εκφόρτισης σε τάση έως 1 kV για μπαταρίες πυκνωτών. Η σύνδεση λαμπτήρων που συνδέονται σε σειρά με πολλά μέρη σε κάθε φάση πραγματοποιείται σύμφωνα με το τριγωνικό σχήμα. Σε τάσεις πάνω από 1 kV, τοποθετούνται μετασχηματιστές τάσης ως αντίσταση εκφόρτισης, οι οποίοι συνδέονται σύμφωνα με το σχήμα δέλτα ή ανοιχτού τριγώνου.

Κύκλωμα μεταγωγής λαμπτήρα πυρακτώσεως για εκφόρτιση μπαταριών πυκνωτών (έως 1000 V) χρησιμοποιώντας διακόπτη διπλής λεπίδας

Η μόνιμη σύνδεση λαμπτήρων πυρακτώσεως, που συνήθως χρησιμοποιούνται ως αντιστάσεις εκφόρτισης για συστοιχίες πυκνωτών με τάσεις έως 660 V, προκαλεί μη παραγωγικές απώλειες ενέργειας και κατανάλωση λαμπτήρων.

Όσο χαμηλότερη είναι η ισχύς της μπαταρίας, τόσο μεγαλύτερη είναι η ισχύς της λάμπας ανά 1 kvar εγκατεστημένους πυκνωτές. Είναι πιο σκόπιμο οι λαμπτήρες να μην συνδέονται συνεχώς, αλλά να ανάβουν αυτόματα όταν το μπλοκ πυκνωτή είναι απενεργοποιημένο. Για το σκοπό αυτό, μπορεί να χρησιμοποιηθεί το διάγραμμα που φαίνεται στο σχήμα, στο οποίο χρησιμοποιούνται διακόπτες διπλού μαχαιριού. Οι πρόσθετες λεπίδες είναι τοποθετημένες με τέτοιο τρόπο ώστε οι λάμπες να ανάβουν πριν αποσυνδέσετε την μπαταρία από το ρεύμα και να σβήνουν μετά τη σύνδεση της μπαταρίας. Αυτό μπορεί να επιτευχθεί επιλέγοντας μια κατάλληλη γωνία μεταξύ του κύριου και των βοηθητικών πτερυγίων θραύσης.

Κατά τη σύνδεση πυκνωτών και δέκτη ηλεκτρικής ενέργειας απευθείας στο δίκτυο κάτω από τον κοινό διακόπτη, δεν απαιτούνται ειδικές αντιστάσεις εκφόρτισης. Επειτα εκφόρτιση πυκνωτή εμφανίζεται στις περιελίξεις του ηλεκτρικού δέκτη.

Ολοκληρωμένες μονάδες συμπύκνωσης γενικού βιομηχανικού σχεδιασμού

Στην υλοποίηση συστημάτων τροφοδοσίας βιομηχανικών επιχειρήσεων, εντοπίζεται ολοένα και πιο ευρεία εφαρμογή με πλήρη, πλήρως κατασκευασμένα στοιχεία σε εργοστάσια. Αυτό ισχύει επίσης για υποσταθμούς μετασχηματιστών σε καταστήματα, ερμάρια διανομής και άλλα στοιχεία συστημάτων ισχύος, συμπεριλαμβανομένων συστοιχιών πυκνωτών.Η χρήση ολοκληρωμένων συσκευών μειώνει σημαντικά τον όγκο των εργασιών κατασκευής και ηλεκτρικής εγκατάστασης, βελτιώνει την ποιότητά τους, μειώνει τον χρόνο θέσης σε λειτουργία, αυξάνει την αξιοπιστία και την ασφάλεια της εργασίας κατά την εργασία.

Πλήρεις συστοιχίες πυκνωτών για τάση 380 V παράγονται για εσωτερική εγκατάσταση και για τάση 6-10 kV — τόσο για εσωτερική όσο και για εξωτερική χρήση. Το εύρος χωρητικότητας αυτών των μονάδων είναι αρκετά ευρύ και οι περισσότεροι τύποι σύγχρονων πλήρεις μονάδες πυκνωτών είναι εξοπλισμένοι με συσκευές για αυτόματο έλεγχο μονού ή πολλαπλών επιπέδων της ισχύος τους.

Οι πλήρεις μονάδες πυκνωτών για τάση 380 V είναι κατασκευασμένες από τριφασικούς πυκνωτές και για τάση 6-10 kV - μονοφασικοί πυκνωτές χωρητικότητας 25-75 kvar, συνδεδεμένοι σε τρίγωνο.

Η πλήρης μονάδα συμπύκνωσης αποτελείται από ένα ερμάριο εισόδου και ντουλάπια συμπυκνωτή. Σε εγκαταστάσεις 380 V, μια συσκευή αυτόματου ελέγχου, μετασχηματιστές ρεύματος, αποζεύκτες, συσκευές μέτρησης (τρία αμπερόμετρα και ένα βολτόμετρο), εξοπλισμός ελέγχου και σηματοδότησης και ζυγοί τοποθετούνται στον εισερχόμενο πίνακα.

Στην περίπτωση χρήσης πυκνωτών με ενσωματωμένες αντιστάσεις εκφόρτισης, δεν έχουν τοποθετηθεί μετασχηματιστές τάσης. Ο θάλαμος εισόδου τροφοδοτείται από ένα καλώδιο από τον θάλαμο διανομής 6-10 kV (RU), στον οποίο είναι εγκατεστημένος ο εξοπλισμός ελέγχου, μέτρησης και προστασίας.