Kondensatory statyczne do kompensacji mocy biernej
Kondensatory statyczne są najczęściej stosowane w przedsiębiorstwach przemysłowych jako środek kompensacji mocy biernej.Główne zalety kondensatorów statycznych do kompensacji mocy biernej to:
1) niewielkie straty mocy czynnej mieszczące się w przedziale 0,3-0,45 kW na 100 kvar;
2) brak części wirujących oraz stosunkowo niewielka masa instalacji z kondensatorami, aw związku z tym brak konieczności fundamentowania; 3) więcej prosta i tania obsługaz innych urządzeń kompensacyjnych; 4) możliwość zwiększania lub zmniejszania mocy zainstalowanej w zależności od potrzeb; 5) możliwość instalacji kondensatorów statycznych w dowolnym punkcie sieci: na indywidualnych odbiornikach elektrycznych, na grupach w warsztatach lub na dużych bateriach. Ponadto awaria pojedynczego kondensatora, jeśli jest odpowiednio zabezpieczona, zwykle nie wpływa na działanie całego kondensatora. Klasyfikacja i charakterystyka techniczna kondensatorów statycznych do kompensacji mocy biernej Kondensatory statyczne klasyfikuje się według następujących kryteriów: napięcie znamionowe, liczba faz, rodzaj instalacji, rodzaj impregnacji, gabaryty. Aby skompensować moc bierną instalacji elektrycznych prądu przemiennego o częstotliwości 50 Hz, przemysł krajowy produkuje kondensatory dla następujących napięć nominalnych: 220 — 10500 V. Kondensatory o napięciu 220–660 V są dostępne zarówno w wersji jednofazowej, jak i trójfazowe (sekcje połączone w trójkąt), a kondensatory o napięciu 1050 V i większym występują tylko w wersji jednofazowej. Kondensatory z możliwością wykonania trójfazowych zespołów kondensatorowych o napięciu 3,6 i 10 kV ze schematem połączenia w gwiazdę. Kondensatory o napięciach 1050, 3150, 6300 i 10500 V służą do wykonywania trójfazowych zespołów kondensatorowych na napięcia 1, 3, 6 i 10 kV z połączeniem w trójkąt. Te same kondensatory są stosowane w bateriach kondensatorów o wyższym napięciu. W zależności od rodzaju instalacji, kondensatory mogą być produkowane na wszystkie napięcia znamionowe zarówno do instalacji zewnętrznych, jak i wewnętrznych. Kondensatory do instalacji zewnętrznych produkowane są z izolacją zewnętrzną (izolatory zaciskowe) na napięcie co najmniej 3150 V. W zależności od rodzaju impregnacji kondensatory dzielimy na kondensatory impregnowane olejem mineralnym (naftowym) oraz kondensatory impregnowane syntetycznym ciekłym dielektrykiem. Pod względem wielkości kondensatory dzielą się na dwa wymiary: pierwszy o wymiarach 380x120x325 mm, drugi o wymiarach 380x120x640 mm. Rodzaje i oznaczenia kondensatorów statycznych do kompensacji mocy biernej Kondensatory statyczne produkowane są w typach: KM, KM2, KMA, KM2A, KS, KS2, KSA, KS2A, a znaki klasyfikacyjne są odzwierciedlone w alfanumerycznym oznaczeniu typu. Litery i cyfry oznaczają: K — «cosinus», M i C — impregnowane olejem mineralnym lub płynnym dielektrykiem syntetycznym, A — wersja do montażu zewnętrznego (bez litery A — do wewnętrznego), 2 — wersja w przypadku drugiego rozmiaru (bez numer 2 — w przypadku pierwszego wymiaru). Po oznaczeniu typu kondensatory są oznaczone numerami Napięcie znamionowe kondensator (kV) i moc znamionowa (kvar). Np. KM-0.38-26 oznacza kondensator „cosinus” (do kompensacji mocy biernej w sieci prądu przemiennego o częstotliwości 50 Hz), zaimpregnowany olejem mineralnym, do instalacji wnętrzowej, pierwszy wymiar, na napięcie 380 V, o mocy 26 kvar; KS2-6.3-50-«cosinus», impregnowany płynem syntetycznym, drugi rozmiar, do instalacji wewnętrznej, na napięcie 6,3 kV, moc 50 kvar.
Statyczne urządzenie kondensatorowe do kompensacji mocy biernej
Głównymi elementami konstrukcyjnymi kondensatorów są zbiornik z izolatorami oraz część ruchoma składająca się z baterii odcinków najprostszych kondensatorów.
Kondensatory jednoszeregowe na napięcie znamionowe do 1050 V włącznie są produkowane z wbudowanymi bezpiecznikami połączonymi szeregowo z każdą sekcją. Kondensatory wyższego napięcia nie mają wbudowanych bezpieczników i muszą być instalowane oddzielnie. W takim przypadku przeprowadzana jest grupowa ochrona kondensatorów za pomocą bezpieczników.Gdy zabezpieczenie grupowe realizowane jest w postaci bezpieczników, jeden bezpiecznik zabezpiecza co 5-10 kondensatorów, a prąd znamionowy grupy nie przekracza 100 A. Dodatkowo instalowane są wspólne bezpieczniki dla całej baterii.
W przypadku kondensatorów o napięciu 1050 V i niższym, z wbudowanymi bezpiecznikami, instalowane są również wspólne bezpieczniki dla akumulatora jako całości, a przy znacznej mocy akumulatora - dla poszczególnych sekcji.
W zależności od napięcia sieciowego baterie kondensatorów trójfazowych można uzupełnić kondensatorami jednofazowymi z szeregowym lub równoległym szeregowym połączeniem kondensatorów w każdej fazie akumulatora.
Podłączenie baterii kondensatorów do sieci
Baterie kondensatorów o dowolnym napięciu mogą być podłączone do sieci albo poprzez oddzielne urządzenie przeznaczone wyłącznie do włączania i wyłączania kondensatorów, albo poprzez wspólne urządzenie sterujące z transformatorem mocy, silnikiem asynchronicznym lub innym odbiornikiem energii elektrycznej.
Kondensatory statyczne w instalacjach o napięciu do 1000 V podłącza się do sieci i odłącza od sieci za pomocą przełączników lub wyłączników.
Kondensatory stosowane w instalacjach o napięciach powyżej 1000 V podłącza się do sieci i odłącza od sieci tylko za pomocą wyłączników lub rozłączników (rozłączników obciążenia).
Aby koszty wyłączenia urządzeń nie były zbyt wysokie, nie zaleca się przyjmowania pojemności baterii kondensatorów mniejszych niż:
a) 400 kvar przy napięciu 6-10 kV i podłączenie akumulatorów do osobnego wyłącznika;
b) 100 kvar przy napięciu 6-10 kV i podłączenie akumulatora do wyłącznika wspólnego z transformatorem mocy lub innym odbiornikiem elektrycznym;
c) 30 kvar przy napięciu do 1000 V.
Wykorzystanie rezystorów rozładowczych z kondensatorami do kompensacji mocy biernej
Dla bezpieczeństwa podczas obsługi odłączonych kondensatorów przy usuwaniu ładunku elektrycznego konieczne jest stosowanie rezystorów rozładowczych połączonych równolegle z kondensatorami. W celu niezawodnego rozładowania, podłączenie rezystorów rozładowczych do kondensatorów powinno być wykonane bez rozłączników pośrednich, przełączników lub bezpieczników. Rezystory rozładowcze muszą zapewniać szybką automatyczną redukcję napięcia na zaciskach kondensatora.
Na życzenie klienta kondensatory mogą być wykonane z wbudowanymi rezystorami rozładowczymi umieszczonymi pod osłoną plomby izolacyjnej. Rezystory te obniżają napięcie od maksymalnego napięcia roboczego do 50 V w czasie nie dłuższym niż 1 minuta dla kondensatorów o napięciu 660 V i niższym oraz w czasie nie dłuższym niż 5 minut dla kondensatorów o napięciu 1050 V i wyższym.
Większość kondensatorów, które są już zainstalowane w przedsiębiorstwach przemysłowych, nie ma wbudowanych rezystancji wyładowczych.W tym przypadku żarówki na napięcie 220 V. są zwykle stosowane jako rezystancja wyładowcza przy napięciu do 1 kV dla baterii kondensatorów. Połączenie lamp połączonych szeregowo z kilkoma częściami w każdej fazie odbywa się zgodnie ze schematem trójkąta. Przy napięciach powyżej 1 kV przekładniki napięciowe są instalowane jako rezystancja wyładowcza, które są połączone zgodnie ze schematem trójkąta lub otwartego trójkąta.
Obwód przełączający żarówki do rozładowywania baterii kondensatorów (do 1000 V) za pomocą przełącznika dwupłaszczyznowego
Podłączanie na stałe żarówek, które są zwykle stosowane jako rezystory rozładowcze dla baterii kondensatorów o napięciach do 660 V, powoduje bezproduktywne straty energii i zużycie lamp.
Im mniejsza moc baterii, tym większa moc lampy na 1 kvar zainstalowanych kondensatorów. Bardziej celowe jest, aby lampy nie były stale podłączone, ale włączały się automatycznie po wyłączeniu bloku kondensatorów. W tym celu można posłużyć się schematem pokazanym na rysunku, w którym zastosowano podwójne wyłączniki nożowe. Dodatkowe łopaty umieszczone są w taki sposób, aby lampki włączały się przed odłączeniem akumulatora od sieci, a wyłączały się po podłączeniu akumulatora. Można to osiągnąć poprzez dobranie odpowiedniego kąta pomiędzy głównymi i pomocniczymi łopatkami kruszarki.
Przy podłączaniu kondensatorów i odbiornika energii elektrycznej bezpośrednio do sieci pod wspólny przełącznik nie są wymagane żadne specjalne rezystancje rozładowania. Następnie rozładowanie kondensatora występuje na uzwojeniach odbiornika elektrycznego.
Kompletne agregaty skraplające do ogólnego wzornictwa przemysłowego
W realizacji systemów zasilania przedsiębiorstw przemysłowych coraz szersze zastosowanie znajduje kompletne, w pełni wyprodukowane elementy w fabrykach. Dotyczy to również podstacji transformatorowych w sklepach, szaf rozdzielczych oraz innych elementów systemów elektroenergetycznych, w tym baterii kondensatorów.Zastosowanie kompletnych urządzeń znacznie zmniejsza objętość prac budowlanych i elektroinstalacyjnych, poprawia ich jakość, skraca czas uruchomienia, zwiększa niezawodność pracy i bezpieczeństwo podczas pracy.
Kompletne baterie kondensatorów na napięcie 380 V produkowane są do instalacji wnętrzowych, a na napięcie 6-10 kV — zarówno do użytku wewnętrznego, jak i zewnętrznego. Zakres pojemności tych jednostek jest dość szeroki, a większość typów nowoczesnych kompletnych jednostek kondensatorowych jest wyposażona w urządzenia do jedno- lub wielopoziomowej automatycznej kontroli ich mocy.
Kompletne zespoły kondensatorowe na napięcie 380 V wykonane są z kondensatorów trójfazowych, a na napięcie 6-10 kV z kondensatorów jednofazowych o pojemności 25-75 kvar, połączonych w trójkąt.
Kompletny agregat skraplający składa się z szafy wlotowej i szaf skraplacza. W instalacjach 380 V w szafie wejściowej instaluje się automatyka, przekładniki prądowe, odłączniki, urządzenia pomiarowe (trzy amperomierze i woltomierz), aparaturę kontrolno-sygnalizacyjną oraz szynoprzewody.
W przypadku stosowania kondensatorów z wbudowanymi rezystorami rozładowczymi nie są instalowane przekładniki napięciowe. Pole wejściowe zasilane jest kablem z rozdzielnicy 6-10 kV (RU), w której zainstalowana jest aparatura kontrolno-pomiarowa i zabezpieczeniowa.