WordPress

Компенсация реактивной мощности конденсаторами

Компенсация реактивной мощности конденсаторами - картинка 1

Конденсаторы для компенсации реактивной мощности

Компенсация реактивной мощности конденсаторами - картинка 2

Косинусные конденсаторы и другие силовые конденсаторы в международном нормативно-правовом поле. Пленочные косинусные конденсаторы для коррекции коэффициента мощности. Расчет необходимой емкости косинусных конденсаторов.

Конденсаторы для компенсации реактивной мощности (компенсационные конденсаторы или косинусные конденсаторы) (DIN EN 61921, VDE 0560-700:2004-02), в том числе самовосстанавливающиеся пленочные (ГОСТ 27390-87, DIN EN 60831, VDE 0560-46:2003) формируют наиболее емкий сегмент силовых конденсаторов (DIN EN 60143-1, VDE 0560-42:2004-12), используемых в силовой электронике (DIN EN 61071; VDE 0560-120:2008) и электроэнергетике, в том числе в сетях высокого напряжения (DIN IEC 62146, VDE 0560-50:2003).

На текущий момент из-за отсутствия четкой формализации существуют концептуальные разногласия обозначения пределов среднего, высокого и сверхвысокого (extra-high) напряжения у немецкого VDE (Verband Deutscher Elektrotechniker), международного IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers — Институт инженеров по электротехнике и электронике), европейских CENELEC (Comité Européen de Normalisation Électrotechnique — Европейский комитет электротехнической стандартизации), ETSI (European Telecommunications Standards Institute — Европейский институт по стандартизации в области телекоммуникаций) и IEC (International Electrotechnical Commission — международная электротехническая комиссия МЭК). Пока установлены компромиссные параметры сетей среднего напряжения (3, 6, 10, 15, 20 и 30 кВ), высокого напряжения (60 и 110 кВ) и сверхвысокого напряжения (220, 380, 500, 700 и 1150 кВ). К силовым конденсаторам кроме компенсирующих (косинусных) конденсаторов (ГОСТ 1282-88) относят сглаживающие (фильтрующие) конденсаторы, устанавливаемые в цепях выпрямленного тока параллельно нагрузке, демпферные (снабберные) и импульсные конденсаторы, а также конденсаторы для двигателей переменного тока (асинхронных двигателей).

КОНСУЛЬТАЦИЯ ЮРИСТА


УЗНАЙТЕ, КАК РЕШИТЬ ИМЕННО ВАШУ ПРОБЛЕМУ — ПОЗВОНИТЕ ПРЯМО СЕЙЧАС

8 800 350 84 37

Компенсация реактивной мощности конденсаторами - картинка 3

Среди силовых конденсаторов выделяют вакуумные конденсаторы (с диэлектриком — техническим вакуумом давления 10 в (-7) степени Torr), SF6 конденсаторы (диэлектрик — гексафторид серы под давлением 3-7 бар), керамические конденсаторы и пленочные конденсаторы (фольговые, металлизированные, фольгово-металлизированные с диэлектриком из бумаги, полимерной пленки или комбинации бумаги и полимерной пленки).

Наибольшее распространение в системных решениях компенсации реактивной мощности получили пленочные конденсаторы, отличающиеся от вакуумных, SF6 и керамических конденсаторов большей живучестью благодаря способности к самовосстановлению при пробое пленочного электрода (фольги, металлизированного покрытия).

Компенсация реактивной мощности конденсаторами - картинка 4
Пленочные косинусные конденсаторы для коррекции коэффициента мощности

Первые пленочные косинусные конденсаторы изготавливались из слоев бумаги, пропитанной изоляционным маслом (до 1984 года — полихлорированным дифенилом PCB) и фольги, были довольно громоздкими и ненадежными. Большей компактности, а также надежности благодаря самовосстановлению при пробое удалось добиться в металлизированных бумажных конденсаторах (аббревиатура MP) с электродами – металлизированным покрытием по диэлектрику — бумаге, по сути, конденсаторных блоках из нескольких конденсаторных элементов в едином корпусе, соединенных последовательно. После II мировой войны с развитием синтетических материалов бумагу в фольговых и металлизированных конденсаторах стали заменять полимерными пленками — более тонкими благодаря большей электрической прочности диэлектрика (электрическая прочность пропитанной бумаги около 100 V / µm, полипропилена 650 V / µm, полиэтилентерефталата, полиэстера 580 V / µm, полиэтиленнафталата 500 V / µm).

На текущий момент сегмент пленочных конденсаторов формируют (типы по европейским техническим регламентам и DIN 41379):

Компенсация реактивной мощности конденсаторами - картинка 5Компенсация реактивной мощности конденсаторами - картинка 6

Выбор того или иного диэлектрика для производства конденсатора в целом определяется электрическими и теплофизическими свойствами материала, а также доступностью пленки нужной толщины и размеров, поскольку производство полимерных пленок для конденсаторов по факту монополизировано несколькими крупными компаниями и высококачественные пленки поставляются на международный рынок под торговыми марками/брендами: Hostaphan®, Mylar® — полиэтилентерефталат и полиэстер, Kaladex® — полиэтиленнафталат, Torelina® — полиэтиленсульфид, Treofan® — полипропилен, Teflon® — политетрафторэтилен, Styroflex® — полистирол, Makrofol® — поликарбонат и т.д.

http://www.elec.ru/articles/kondensatory-dlya-kompensacii-reaktivnoj-moshnosti/

Статические конденсаторы для компенсации реактивной мощности

Статические конденсаторы получили на промышленных предприятиях наибольшее распространение как средство компенсации реактивной мощности. Основными достоинствами статических конденсаторов для компенсации реактивной мощности являются:

1) незначительные потери активной мощности, лежащие в пределах 0,3-0,45 кВт на 100 квар;

Компенсация реактивной мощности конденсаторами - картинка 7Основными элементами конструкции конденсаторов являются бак с изоляторами и выемная часть, состоящая из батареи секций простейших конденсаторов.

Конденсаторы единой серии напряжением до 1050 В включительно изготавливают со встроенными плавкими предохранителями, последовательно соединенными с каждой секцией. Конденсаторы более высокого напряжения не имеют встроенных плавких предохранителей и требуют отдельной их установки. В этом случае осуществляется групповая зашита конденсаторов плавкими предохранителями. При выполнении групповой защиты в виде плавких предохранителей один предохранитель защищает каждые 5—10 конденсаторов, причем номинальный ток группы не превышает 100 А. Кроме того, устанавливаются общие предохранители для всей батареи.

Для конденсаторов напряжением 1050 В и ниже, имеющих встроенные предохранители, устанавливаются также общие предохранители для батареи в целом, а при значительной мощности батареи — и для отдельных секций.

В зависимости от напряжения сети трехфазные батареи конденсаторов могут комплектоваться из однофазных конденсаторов с последовательным или параллельно — последовательным соединением конденсаторов в каждой фазе батареи.

Присоединение конденсаторных батарей к сети

Компенсация реактивной мощности конденсаторами - картинка 9Батареи конденсаторов любых напряжений могут присоединяться к сети или через отдельный аппарат, предназначенный для включения или отключения только конденсаторов, или через общий аппарат управления с силовым трансформатором, асинхронным двигателем или другим приемником электроэнергии.

Статические конденсаторы в установках напряжением до 1000 В включаются в сеть и отключаются от сети с помощью автоматических выключателей или рубильников.

Конденсаторы, применяемые в установках напряжением выше 1000 В, включаются в сеть и отключаются от сети только посредством выключателей или разъединителей мощности (выключателей нагрузки).

Для того чтобы затраты на отключающую аппаратуру не были очень велики, не рекомендуется принимать мощности конденсаторных батарей менее:

а) 400 квар при напряжении 6-10 кВ и присоединении батарей к отдельному выключателю;

б) 100 квар при напряжении 6-10 кВ и присоединении батареи к общему с силовым трансформатором или другим электроприемником выключателю;

в) 30 квар при напряжении до 1000 В.

Использование разрядных сопротивлений с конденсаторами для компенсации реактивной мощности

Для безопасности обслуживания отключенных конденсаторов при снятии электрического заряда требуется применение разрядных сопротивлений, присоединенных параллельно к конденсаторам. В целях надежного разряда присоединение разрядных сопротивлений к конденсаторам следует производить без промежуточных разъединителей, рубильников или предохранителей. Разрядные сопротивления должны обеспечивать быстрое автоматическое снижение напряжения на зажимах конденсатора.

По желанию заказчика конденсаторы могут изготовляться со встроенными внутрь разрядными сопротивлениями, расположенными под крышкой на изоляционной прокладке. Эти сопротивления снижают напряжение с максимального рабочего до 50 В не более чем за 1 мин для конденсаторов напряжением 660 В и ниже и не более чем за 5 мин для конденсаторов напряжением 1050 В и выше.

Большинство уже установленных на промышленных предприятиях конденсаторов не имеют встроенных разрядных сопротивлений. В таком случае в качестве разрядного сопротивления при напряжении до 1 кВ для батарей конденсаторов обычно применяют лампы накаливания на напряжение 220 В. Соединение ламп, включенных по нескольку штук последовательно в каждой фазе, производится по схеме треугольника. При напряжении выше 1 кВ в качестве разрядного сопротивления устанавливаются трансформаторы напряжения, включаемые по схеме треугольника или открытого треугольника.

Компенсация реактивной мощности конденсаторами - картинка 10

Схема включения ламп накаливания для разряда батарей конденсаторов (до 1000 В) с помощью рубильника с двойными ножами

Постоянное присоединение ламп накаливания, применяемых обычно в качестве разрядных сопротивлений для батарей конденсаторов напряжением до 660 В, вызывает непроизводительные потери энергии и расход ламп.

Чем меньше мощность батареи, тем большая мощность ламп приходится на 1 квар установленных конденсаторов. Более целесообразным является не постоянное присоединение ламп, а их автоматическое включение при отключении конденсаторной установки. Для этой цели может быть использована схема, изображенная на рисунке, в которой применяются рубильники с двойными ножами. Добавочные ножи располагаются таким образом, чтобы включение ламп происходило до отключения батареи от сети, а их отключение — после включения батареи. Это может быть достигнуто путем подбора соответствующего угла между главными и дополнительными ножами рубильника.

При непосредственном присоединении конденсаторов и приемника электроэнергии к сети под общий выключатель специальных разрядных сопротивлений не требуется. В этом случае разряд конденсаторов происходит на обмотки электроприемника.

Комплектные конденсаторные установки общепромышленного исполнения

При выполнении систем электроснабжения промышленных предприятий все более широкое применение находят комплектные, изготавливаемые полностью на заводах элементы. Это относится и к цеховым трансформаторным подстанциям, к ячейкам распределительных устройств и к другим элементам систем электроснабжения, в том числе и к конденсаторным установкам. Применение комплектных устройств значительно сокращает объем строительных и электромонтажных работ, повышает их качество, снижает сроки ввода в эксплуатацию, повышает надежность работы и безопасность при эксплуатации.

Комплектные конденсаторные установки на напряжение 380 В изготавливаются для внутренней установки, а на напряжение 6-10 кВ — как для внутренней, так и для наружной. Диапазон мощностей этих установок достаточно широк, причем большинство типов современных комплектных конденсаторных установок оборудовано устройствами для одно— или многоступенчатого автоматического регулирования их мощности.

Комплектные конденсаторные установки на напряжение 380 В выполняются из трехфазных конденсаторов, а на напряжение 6—10 кВ — из однофазных конденсаторов мощностью 25—75 квар, соединенных в треугольник.

Комплектная конденсаторная установка состоит из вводного шкафа и шкафов с конденсаторами. В установках на напряжение 380 В в вводном шкафу устанавливаются: устройство автоматического регулирования, трансформаторы тока, разъединители, измерительные приборы (три амперметра и вольтметр), аппаратура управления и сигнализации, а также ошиновка.

http://electricalschool.info/main/elsnabg/290-staticheskie-kondensatory-dlja.html

Компенсация реактивной мощности электрической системы

В процессе управления режимом электроэнергетической системы (ЭЭС) осуществляется управление распределением активной и реактивной мощностей между отдельными электростанциями энергосистемы. Баланс реактивной мощности в электроэнергетической системе поддерживается источниками реактивной мощности (ИРМ).

В электрических системах источники реактивной мощности применяют в сетях напряжением 110 кВ и выше для решения следующих задач:

  • снижения потерь активной мощности и электроэнергии;
  • регулирования напряжения в узлах нагрузки;
  • увеличения пропускной способности электропередач;
  • увеличения запасов статической устойчивости электропередач и генераторов электростанций;
  • улучшения динамической устойчивости электропередач;
  • ограничения перенапряжений;
  • симметрирования режима.

В системах электроснабжения (СЭС) промышленных предприятий ИРМ применяют с целью компенсации реактивной мощности, потребляемой мощной резкопеременной нагрузкой, и симметрирования нагрузки. Кроме того, в СЭС с нелинейной (несинусоидальной) нагрузкой, генерирующей токи высших гармоник, ИРМ могут выполнять и роль фильтрокомпенсирующих устройств.

Регулируемая компенсация реактивной мощности обеспечивается с помощью шунтовых устройств, подключаемых к шинам подстанции или нагрузки параллельно. Эти устройства можно разделить на две принципиально отличные друг от друга группы. К первой группе ИРМ относятся вращающиеся синхронные машины: синхронные генераторы электростанций, синхронные компенсаторы, синхронные двигатели. Эти устройства позволяют плавно регулировать реактивную мощность как в режиме генерирования, так и потребления. Ко второй группе относятся статические ИРМ или статические компенсаторы реактивной мощности. К ним относятся конденсаторные батареи и реакторы.

Конденсаторные батареи способны регулировать генерируемую ими мощность только ступенчато. Для их коммутации (включения, выключения) применяют в сетях до 1 кВ — обычные контакторы, в сетях 6 — 10 кВ и выше — выключатели либо тиристорные ключи (два тиристора или тиристорных блока, включенных встречно-параллельно).


Конденсаторные батареи (КБ) являются простым и надежным статическим устройством. Конденсаторные батареи собирают из отдельных конденсаторов, которые выпускаются на различные мощности и номинальные напряжения (рис. 1).

Компенсация реактивной мощности конденсаторами - картинка 13

Рис. 1. Конденсаторная батарея установленная на подстанции

Конденсатор, как и любой элемент электроэнергетической системы, характеризуется потерями активной мощности, которые приводят к его нагреву. Эти потери тем больше, чем выше приложенное напряжение, его частота и емкость конденсатора. Потери в конденсаторе зависят и от свойств диэлектрика, определяемых тангенсом угла диэлектрических потерь и характеризующих удельные потери (Вт/квар) в конденсаторе. В зависимости от типа и назначения конденсатора потери в них могут составлять от 0,5 до 4 Вт/квар.

В электроэнергетике для компенсации реактивной мощности применяют так называемые косинусные конденсаторы, предназначенные для работы при частоте напряжения 50Гц. Их мощность, измеряемая в киловольт-амперах реактивных (квар), составляет от 10 до 100 квар.

Конструктивно конденсатор представляет собой металлический (стальной или алюминиевый) корпус, в котором размещаются секции (пакеты), намотанные из нескольких слоев алюминиевой фольги, проложенных конденсаторной бумагой или синтетической пленкой толщиной 10 — 15 мкм (0,01 — 0,015 мм). Соединенные между собой секции имеют выводы, расположенные снаружи корпуса, в его верхней части. Трехфазные конденсаторы имеют три фарфоровых вывода, однофазные — один.

Шкала номинальных напряжений конденсаторов от 230 В до 10,5 кВ, что позволяет собирать из них установки для сетей напряжением от 380 В и выше. Конденсаторы обладают хорошей перегрузочной способностью по току (до 30% от номинального) и по напряжению (до 10% от номинального). Группу конденсаторов, соединенных между собой параллельно или последовательно, или параллельно-последовательно, называют конденсаторной батареей. Конденсаторная батарея, оборудованная коммутационной аппаратурой, средствами защиты и управления, образует конденсаторную установку (КУ).

Мощность, генерируемая КБ, при ее заданной емкости С, пропорциональна квадрату приложенного напряжения и его частоте ?КБ = ? 2 . Поэтому нерегулируемые КБ обладают отрицательным регулирующим эффектом, что, в отличие от синхронных компенсаторов, является их недостатком. Это значит, что мощность КБ снижается со снижением приложенного напряжения, тогда как по условиям режима эту мощность необходимо увеличивать. Преодоление этого недостатка находят в формировании КБ из нескольких секций, каждая из которых, управляемая регулятором напряжения и/или мощности, подключается к сети через свой выключатель, наращивая таким образом емкость батареи в целом. Это и позволяет увеличивать суммарную мощность КБ при снижении напряжения.

Для систем электроснабжения промышленных предприятий должны применяться ИРМ, способные генерировать реактивную мощность, таких как синхронные машины и конденсаторные батареи. Однако первые, обладая способностью плавно регулировать реактивную мощность, что является их достоинством, обладают большой инерционностью, обусловленной постоянной времени системы возбуждения, что является их недостатком. Конденсаторные батареи, особенно коммутируемые тиристорами, обладают высоким быстродействием (10—20 мс) при ступенчатом регулировании реактивной мощности, что неприемлемо для обеспечения статической устойчивости электропередач. Решение проблемы находят в применении комбинированных ИРМ, которые способны при высоком быстродействии плавно регулировать реактивную мощность. Такие ИРМ обычно состоят из регулируемой ступенчато конденсаторной батареи и плавно регулируемого реактора, включенных параллельно.

В отличие от конденсаторной батареи, т.е. устройства прямой компенсации, комбинированные ИРМ называют устройствами косвенной компенсации, имея в виду, что реактор в таком ИРМ выполняет вспомогательную роль, обеспечивая плавность регулирования, тогда, когда ИРМ в целом генерирует реактивную мощность. Но ИРМ косвенной компенсации в зависимости от соотношения установленных мощностей конденсаторов и реакторов может не только генерировать, но и потреблять реактивную мощность при плавном переходе от одного режима к другому. Однако, при относительно большой мощности регулируемых тиристорами реакторов комбинированные ИРМ становятся источниками высших гармоник тока, для устранения которых необходима установка фильтров высших гармоник тока. Обычно роль фильтрокомпенсирующих устройств выполняют секционированные конденсаторные батареи. Для этого последовательно с конденсаторами включают небольшие реакторы, обеспечивая условия, при которых сопротивление цепи конденсатор — реактор близко к нулю на частоте настройки на компенсируемую гармонику.

Синхронные генераторы как основные источники реактивной мощности являются также одним из основных средств регулирования напряжения. Возможность генератора как регулирующего устройства определяется его исполнением (гидроили турбогенератор), тепловым режимом, системой возбуждения и автоматическим регулятором возбуждения (АРВ). Регулируемым параметром генератора является напряжение на его зажимах, которое для большинства генераторов может изменяться в пределах 0,95?ном Просмотров: 318

http://extxe.com/21696/kompensacija-reaktivnoj-moshhnosti-jelektricheskoj-sistemy/

Установки для компенсации реактивной мощности (КРМ), повышающие надежность и экономичность в системе электроснабжения

Существует несколько причин, отрицательно сказывающихся на передаче большого количества реактивной мощности, необходимой для обеспечения нормальной работы двигателей асинхронного типа и силовых трансформаторов.

К ним относятся:

  • уменьшение пропускной способности всей электросети;
  • повышение количества потерь активной мощности, присутствующей в элементах электросети;
  • потери питающего напряжения постоянно увеличиваются.

Для повышения качества электроэнергии на промышленных предприятиях установлены компенсирующие устройства, выполняющие функцию источников реактивной (емкостной) мощности.
Основную роль в этом вопросе играют установки, служащие для выполнения технологических действий, компенсирующих реактивную мощность (УКРМ).

Преимущества использования установок КРМ, достигаемые за счет использования технологических инноваций.

Один из вариантов УКРМ – это установка с использованием сухих конденсаторов, относящихся к категории устройств, обладающих способностью самостоятельного восстановления после случившегося пробоя диэлектрика. Их конструкция способна обеспечить, помимо восстановления свойств после пробоя, экологическую безопасность, сохраняя очень малые диэлектрические потери. Примером могут служить немецкие металлопленочные конденсаторные батареи «Electronicon». Они обладают защитой от избыточного давления.

Еще одно преимущество — это применение специализированных контроллеров, обладающих способностью автоматически регулировать коэффициент мощности.

Контроллеры подают сигнал о неисправности, предупреждают о нежелательных отклонениях характеристик в электросети. Благодаря этим приборам осуществляется контроль высших токовых и гармоник и улучшения качества напряжения. Пример: контроллеры фирмы «Lovato» с функцией автоматического срабатывания при нарушении системы электроснабжения.
В конструкции электроустановки используются специализированные контакторы, в устройстве которых задействованы контакты, работающие на включение с опережением и токоограничивающие резисторы, служащие для ограничения токов, возникающих при коммутации и предназначены для повышения эксплуатационного периода конденсаторов.

Основное предназначение УКРМ

Установки КРМ служат для регулировки коэффициента мощности в трехфазных сетях, распределяющих переменный ток частотой 50 Гц с величиной напряжения до 400В в автоматическом режиме.

Основные условия, свойственные для эксплуатации УКРМ

  • Температура воздуха окружающей среды от –10 до +40оС;
  • Высота расположения над уровнем моря не должна быть выше отметки 1000 м;
  • Установка безопасно функционирует в неагрессивной и невзрывоопасной среде, которая не содержит токопроводящую пыль и концентрированные пары, способные привести к короткому замыканию или разрушению металлов и изоляционных покрытий.

Модернизированные установки КРМ

Существуют модернизированные установки КРМ, конструкция их выполнена в унифицированном корпусе ячейки типа КСО-6 (10). В комплект таких установок включен трехпозиционный разъединитель, обладающий возможностью заземления питающей кабельной линии и конденсаторных батарей. Он обладает следующими преимуществами:

  • В конструкции применяется специализированный разъединитель с многоуровневой системой блокировок, подобное усовершенствование повышает безопасное использование установки оперативным персоналом.
  • Модульное построение дает возможность постепенно увеличивать мощность электроустановки с базового значения 450 до 3150 КвАр с помощью установки дополнительных ячеек.
  • Электроконденсаторы высокого напряжения используют в своем устройстве алюминиевую фольгу, применяемую в создании электродов. В качестве диэлектрика применяется полипропиленовая пропитанная пленка, подобные материалы увеличивают пожаробезопасность установки. Пример: конденсаторы фирмы ZEZSILKO.
  • Встроенные резисторы обеспечивают разряжение конденсаторных батарей после отключения установки от питания.

Конденсаторные установки, применяемые для низковольтных сетей

Для увеличения коэффициента мощности, характерного для оборудования электроустановок на промышленном производстве используются малогабаритные многоступенчатые, обладающие способностью регулирования, конденсаторные установки, примером могут служить конденсаторные установки навесного типа или с цоколем для монтажа на пол – УКМ58М. Они служат для поддержания коэффициента мощности в заданных границах во время минимального и максимального режима нагрузок, главное – исключение генерирующего режима реактивной мощности.

Достоинства низковольтных конденсаторных установок

  • В контакторах используются контакты с включением опережающего действия, в конструкции предусмотрены токоограничивающие резисторы, которые служат для продления срока эксплуатации, при необходимости используется тиристорная коммутация;
  • Самовосстанавливающиеся после пробоя диэлектрика, конденсаторы;
  • Использование корректирующих регуляторов для коэффициента мощности, работающих в автоматическом режиме, они также служат для сбалансированного ввода в работу конденсаторных батарей, что способствует высокой точности заданного коэффициента при различных реактивных нагрузках;
  • Малые габариты;
  • С помощью специализированного регулятора можно обеспечить надежную защиту конденсаторов от влияния токов высших гармоник, отрицательно на них влияющих, для этих целей также используются антирезонансные дроссели, которые устанавливаются дополнительно;
  • Включение конденсаторных батарей осуществляется в избирательном режиме;
  • Сбалансированный режим между реактивной мощностью и нагрузкой в сети.
    Использование УКРМ способствует качественному улучшению электрической энергии и рекомендуется при достижении целей по эффективному энергосбережению.

Пишите комментарии, дополнения к статье, может я что-то пропустил. Загляните на карту сайта Электронщик , буду рад если вы найдете на моем сайте еще что-нибудь полезное. Делитесь информацией в соцсетях, ставьте лайки, если вам понравилось — это поможет развитию канала


http://zen.yandex.ru/media/id/5c615e3c9e391400ae5f8253/5d3ff250027a1500ae0ae199

Теория компенсации реактивной мощности

В электрических цепях протекающий ток синфазен (не опережает и не запаздывает) от напряжения, когда нагрузка имеет активный (резисторы) характер. Когда ток отстает от напряжения, нагрузка индуктивная (двигатели, трансформаторы на холостом ходу), когда ток опережает напряжение, нагрузка имеет емкостной характер (конденсаторы).

Компенсация реактивной мощности конденсаторами - картинка 15Суммарный ток, потребляемый двигателем, определяется векторной суммой 1. Iа — активный ток 2. Iри — реактивный ток индуктивного характера Компенсация реактивной мощности конденсаторами - картинка 16К этим токам привязаны мощности потребляемые двигателем. 1. Р – активная мощность привязана к Iа (по всем гармоникам суммарно) 2. Q – реактивная мощность привязана к Iри (по всем гармоникам суммарно) 3. A – полная мощность потребляемая двигателем. (по всем гармоникам суммарно)

Реактивная мощность не производит механической работы, хотя она и необходима для работы двигателя, поэтому ее необходимо получать на месте, чтобы не потреблять ее от энергоснабжающей организации. Тем самым мы снижаем нагрузку на провода и кабели, повышаем напряжение на клеммах двигателя, снижаем платежи за реактивную мощность, имеем возможность подключить дополнительные станки за счет снижения тока потребляемого с силового трансформатора.

Параметры определяющие потребление реактивной мощности называются POWER FACTOR или Cos (φ)

Таким образом, сos (φ) уменьшается, когда потребление реактивной мощности нагрузкой увеличивается. Необходимо стремиться к повышению сos (φ), т.к. низкий сos (φ) несет следующие проблемы:

1. Высокие потери мощности в электрических линиях (протекание тока реактивной мощности) 2. Высокие перепады напряжения в электрических линиях (например 330…370 В, вместо 380 В) 3. Необходимость увеличения габаритной мощности генераторов, сечения кабелей, мощности силовых трансформаторов.

Из всего вышеприведенного, понятно, что компенсация реактивной мощности необходима. Конденсаторы нужны чтобы скомпенсировать реактивную мощность двигателей.

Как компенсировать реактивную мощность?

Компенсация реактивной мощности производится путем подключения конденсаторных установок и конденсаторов. Подключая конденсаторы мы уменьшаем потребление реактивной мощности через силовые трансформаторы у энергоснабжающей организации и улучшаем сos (φ). Необходимо поддерживать сos (φ) = 0,9..0,95, для того, чтобы избежать платежей за потребление реактивной мощности, снизить нагрузку на кабели и трансформаторы, и в тоже время, застраховаться о перекомпенсации (работы с избыточным количеством конденсаторов), возможной при сos (φ)=0,97 и выше.

Более того, при повышении сos (φ) от 0,9 до 0,99 полный ток уменьшается всего на 3% а мощность конденсаторной установки необходимая для этого увеличивается в 2 раза, ее стоимость в 1,5 раза, что экономически нецелесообразно.

Компенсация реактивной мощности может быть ОБЩЕЙ (ЦЕНТРАЛИЗОВАНОЙ) и ИНДИВИДУАЛЬНОЙ.
Индивидуальная компенсация – компенсация реактивной мощности каждой нагрузки отдельно (например на клеммах двигателя).

Компенсация реактивной мощности конденсаторами - картинка 18

Индивидуальная компенсация – это наиболее простое техническое решение. Конденсатор подбирается мо мощности и сos (φ) двигателя, поэтому реактивная мощность двигателя компенсируется постоянно в течение всего дня, сos (φ) достаточно высок. Дополнительное преимущество индивидуальной компенсации реактивной мощности, это то что затраты на нее невелики.

Общая (централизованная) компенсация – компенсация реактивной мощности с помощью одной конденсаторной установки устанавливаемой на КТП или в составе главного распределительного щита (ГРЩ).

Компенсация реактивной мощности конденсаторами - картинка 19

Дневной тренд (характер изменения нагрузки), является основным фактором, влияющим на выбор наиболее подходящей схемы компенсации реактивной мощности. На многих предприятиях не все оборудование работает одновременно, многие станки задействованы всего несколько часов в день. Поэтому индивидуальная компенсация становится очень дорогим решением, при большом количестве оборудования и соответственно большом числе устанавливаемых конденсаторов. Большинство этих конденсаторов не будут задействованы долгий период времени. Индивидуальная компенсация наиболее эффективна, когда большая часть реактивной мощности генерируется небольшим числом нагрузок, потребляющих наибольшую мощность достаточно длительный период времени. Централизованная компенсация применяется там, где нагрузка флюктуирует (перемещается) между разными потребителями в течение дня. При этом потребление реактивной мощности в течение дня меняется, поэтому использование автоматических конденсаторных установок предпочтительнее, чем нерегулируемых.

http://www.matic.ru/clients/technical-directory/theory-reactive-power-compensation/

Компенсация реактивной мощности. Основы

Посмотрите видео о компенсации реактивной мощности.

Уменьшение потерь активной энергии, обусловленных перетоками РМ, является одним из основных энергосберегающих мероприятий для системы электроснабжения, существенно влияющим на уровень технологических транспортных потерь распределительных сетей.

В общем случае, в энергосистемах для КРМ применяются синхронные компенсаторы и электродвигатели, а так же конденсаторные установки (КУ).

Синхронные компенсаторы могут работать в режиме генерирования (режим возбуждения) и в ограниченном диапазоне потребления РМ (недовозбуждение). Большие единичные мощности (МВ·А) и худшие по сравнению с КУ технико-экономические показатели, особенно в диапазоне небольших (до 10 МВ·А) мощностей компенсации, практически исключают использование в сетях подавляющего числа предприятий синхронных компенсаторов.

Синхронные электродвигатели (СД) в режиме перевозбуждения также способны генерировать РМ, величина которой, определяется загрузкой СД по активной мощности. Как показывают исследования, учет зависимости стоимости годовых потерь электроэнергии, обусловленной генерацией РМ и влияние на компенсационную мощность загрузки СД, делает использование для КРМ низковольтных СД любой мощности, а также высоковольтных СД мощностью до 1600 кВт не экономичным.

В тоже время, поскольку системы КРМ для снижения потерь, вызываемых перетоком РМ, необходимо располагать как можно ближе к нагрузке, КУ являются наиболее распространенным средством КРМ именно в промышленных системах электроснабжения. На сегодняшний день в сетях отечественных потребителей для КРМ установлено порядка 30 млн.квар конденсаторов, из которых 18-20 млн.квар включаются и отключаются вручную. При этом доля низковольтных (до 1 кВ) конденсаторов составляет 75-80% от общего объема.

Такое широкое применение конденсаторных установок, как для индивидуальной, так и для групповой компенсации, объясняется их преимуществами по сравнению с другими существующими способами КРМ.

Преимущества использования конденсаторных установок для компенсации реактивной мощности

  • небольшие, практически постоянные в зоне номинальной температуры окружающей среды, удельные потери активной мощности конденсаторов, не превышающие 0,5 Вт на 1 квар компенсационной мощности, т.е. не более 0,5% (для сравнения: в синхронных компенсаторах это значение достигает 10% номинальной мощности компенсатора, а в СД, работающих в режиме перевозбуждения — до 7%). Использование в качестве компенсирующих устройств синхронных двигателей может привести к отрицательному эффекту — затраты активной энергии на компенсацию могут превысить экономию от снижения затрат на реактивную энергию.
  • отсутствие вращающихся частей;
  • простота монтажа и эксплуатации;
  • относительно невысокие капиталовложения;
  • большой диапазон подбора требуемой мощности; возможность установки в любых точках электросети, бесшумность работы и т.д.

Кроме того, в отличие от компенсаторов и синхронных двигателей, КРМ с помощью фазовых конденсаторов позволяет расширить функциональные возможности устройств компенсации. Так фильтрокомпенсирующие КУ (ФКУ) одновременно осуществляют КРМ и частичное подавление присутствующих в компенсируемой сети гармоник, искажающих синусоидальность напряжения, а симметрирующие установки на базе конденсаторных батарей с различными по емкости плечами, при соответствующем конструктивном исполнении, позволяют производить одновременно КРМ и симметрирование нагрузки сети.

В общем случае снижение суммарных затрат на оплату электроэнергии зависит от уровня КРМ и величины тарифа (рисунок). На графиках рисунка приведены данные зависимости для КБ и СД, построенные для трех дифференцированных суточных тарифов. Принятые при построении тарифные коэффициенты (соотношения между стоимостями активной энергии в разное время суток: пик = 1,8; полупик = 1,02; ночь = 0,3). Таким образом, эффективность КРМ существенно повышается с ростом тарифов на электроэнергию и увеличением сменности работы оборудования [6].

Компенсация реактивной мощности конденсаторами - картинка 20

С помощью конденсаторных установок возможны следующие виды компенсации реактивной мощности:

  • Индивидуальная (нерегулируемая) — КУ размещаются непосредственно у электроприемников и коммутируются одновременно с ними. Предпочтительна при компенсации единичных, постоянно присоединенных в течение длительного времени мощностей более 20 кВт. Недостатки данного вида КРМ — зависимость времени подключения КУ от времени включения электроприемников и необходимость согласования величины емкости КУ с индуктивностью компенсируемого электроприемника для предотвращения возникновения резонансных перенапряжений или применения специальных схем подключения (переключения со «звезды» на «треугольник», подразумевающее параллельное подключение к обмоткам двигателя трех однофазных конденсаторов).
  • Групповая (также нерегулируемая). Применяется при КРМ нескольких индуктивных нагрузок, присоединенных к одному распределительному устройству с общей КУ. Увеличение коэффициента одновременности включения нагрузки снижает мощность и повышает эффективность работы КУ, которая может устанавливаться на стороне 0,4 кВ или 20-6 кВ. Недостатки — раздельная коммутация КУ и неполная разгрузка распределительных сетей предприятия от РМ.
  • Централизованная (как правило, регулируемая). Для узлов нагрузки с широким диапазоном изменения потребления РМ. Регулирование мощности КУ может осуществляться в функции реактивного тока нагрузки, но для этого конденсаторная установка должна быть оборудована специальным автоматическим регулятором, а ее полная компенсационная мощность (равная РМ установленных конденсаторов) разделена на отдельно коммутируемые ступени. Такие комплектные КУ называются автоматическими конденсаторными установками (АКУ). АКУ производят КРМ в соответствии с ее фактическим потреблением. Современные автоматические микропроцессорные регуляторы РМ западноевропейских производителей (в первую очередь Германии, Италии, Чехии, Финляндии, Франции) по надежности работы аналогичны широко известным потребителям маркам телевизоров «Sony» и фотоаппаратов «Nikon». Кроме управления ступенями КУ, автоматические регуляторы РМ позволяют производить измерение параметров качества электроэнергии компенсируемой сети с выводом результатов на жидкокристаллический дисплей регулятора (у большинства типов автоматических регуляторов предусмотрена также опция передачи через интерфейс результатов измерения в память компьютера).

Комплектные КУ изготавливаются из отдельных, расположенных в металлических шкафах, силовых компенсационных модулей, конструкция которых обеспечивает взаимозаменяемость идентичных элементов установки. Сборка комплектных конденсаторных установок производится на предприятии-изготовителе, а на месте их размещения — только монтаж и подключение шкафов. АКУ небольшой единичной мощности выпускаются в настенном исполнении. Размещать КУ лучше всего вблизи распределительного щита, т.к. в этом случае упрощается их присоединение. При соблюдении требований ПУЭ автоматические конденсаторные установки можно устанавливать непосредственно в производственных помещениях.

Группа Компаний «ДИАЛ» выпускает КУ на базе компонентов ведущих европейских производителей, таких как «Electronicon» (Германия) — косинусные конденсаторы, дроссели; Rade Koncar (Македония) — электромагнитные контакторы; Janitza (Германия) — регуляторы реактивной мощности Epcos AG (Германия) — фильтрующие (антирезонансные) дроссели, электронные контакторы (пускатели), разрядные дроссели; Benedikt (Австрия) — электромеханические конденсаторные контакторы (пускатели); «CONTA-CLIP» (Германия) — клеммные соединения цепей управления и сигнализации модулей КРМ. Совместно с компанией Beluk (Германия) нашей компанией налажено производство регуляторов РМ марки «ДИАЛ». Все указанные электротехнические компоненты, также как и сами КУ производства ГК «ДИАЛ», имеют Российские сертификаты соответствия.

Уважаемые посетители нашего сайта! Обращаем Ваше внимание на то, что Группа Компаний «ДИАЛ» гарантирует подлинность всех комплектующих КУ изделий, т.к. является официальным дистрибьютером указанных выше компаний.

Учитывая происходящее в настоящее время изменение характера электропотребления, особенно в электросетях низкого (до 1 кВ) напряжения, обусловленное резким ростом мощности нелинейной (различного вида преобразователи, регулируемые выпрямители, блоки питания компьютеров и офисного оборудования), а также однофазной нагрузки, перед заказом КУ следует произвести комплексное измерение параметров качества электроэнергии в узлах предполагаемого подключения установок с помощью специального анализатора качества электроэнергии, например переносного измерительного устройства MRG 503(F) производства Janitza, автоматически фиксирующего измеряемые параметры сети, регламентируемые ГОСТ 13109-97 «Нормы качества электроэнергии в системах электроснабжения общего назначения».

Если в результате измерения будет зафиксирован повышенный (практически достигающий половины допустимого значения коэффициента искажения синусоидальности кривой напряжения — ku, одного из показателей качества электроэнергии согласно ГОСТ 13109-97), уровень гармонических искажений, для компенсации реактивной мощности нужно применять фильтрокомпенсирующие конденсаторные установки, которые позволят в первую очередь избежать выхода из строя косинусных конденсаторов, вследствии протекания через них высокочастотных гармоник, а также оптимизировать загрузку силовых трансформаторов, за счет частичного снижения уровня присутствующих в сети гармоник. Согласно рекомендации VDEW, ФКУ целесообразно использовать при доле нелинейных электроприемников (включая преобразователи) в присоединенной мощности нагрузки более 15-20%. До этого значения КРМ осуществляется обычными КУ, а свыше 50% необходимо устанавливать сетевые фильтры настроенные на фиксированные частоты гармоник (как правило, 5-ой, 7-ой, 11-ой, 13-ой).

ГК «ДИАЛ», по предварительному заказу, выпускает автоматические конденсаторные установки (оснащенные автоматическим регулятором РМ). Причем в этих установках предусмотрен контроль температуры внутри шкафа, т.к. выделение тепла от фильтрующих дросселей на порядок выше, чем у конденсаторов эквивалентной РМ, и принудительная вентиляция внутреннего пространства шкафа. Это позволяет устанавливать АФКУ в производственных помещениях, температура в которых достигает значения +40°C. Как было указано выше, в АФКУ предпочтительно устанавливать КК с повышенным значением токовой перегрузки.

Группа Компаний «ДИАЛ» продолжительное время занимается производством низковольтных КУ для КРМ. С образцами нашей продукции можно ознакомиться на специализированных выставках электротехнического оборудования, в том числе региональных, постоянным участником которых является наша компания.

Компенсация реактивной мощности (КРМ) является одним из важных вопросов, который связан с результативным потреблением энергии. Возможности компенсации реактивной мощности помогают предприятиям существенно снизить затраты электроэнергии, а также сводят к нулю потребность в дополнительных аппаратах, которые вырабатывают электроэнергию. Линии энергосбережения, как известно, часто приходят в аварийное состояние. А КРМ помогает максимально снизить процент выхода из строя и увеличивает срок эксплуатации оборудования.

Автоматизированные конденсаторные установки – АКУ – являются одним из основных способов компенсации реактивной мощности. Данные конденсаторные установки типов УКМ и АКУ, главными элементами которых являются конденсаторы, позволяют добиться отличных результатов в вопросе компенсации реактивной мощности энергосетей. Кроме того, конденсаторные установки дают возможность повышения временного ресурса энергоснабжения, увеличивая его в разы. Конденсаторные установки помимо этого помогают стабилизировать энергоснабжение при резких нагрузках и скачках напряжения. Это может быть запуск электродвигателя или любого другого оборудования – здесь УКМ отлично справляются со своими задачами.

Как уже говорилось ранее, УКМ разработаны для компенсации реактивной мощности. Конденсаторные установки являются одним из типов электрощитового оборудования, которое успешно применяется для энергосбережения и эффективно справляется со своими задачами.

Конденсаторные установки могут быть выполнены в двух вариантах: моноблочном и модульном. Модульные конденсаторные установки применяются для КРМ в групповых сетях, а также в сетях энергообеспечения на средних и крупных предприятиях. Моноблочные конденсаторные установки широко используются для КРМ в групповых сетях энергоснабжения на малых предприятиях.

Проблемы, которые помогут решить конденсаторные установки

Конденсаторные установки (УКМ, АКУ и другие модели) применяются не только для замедления вращения счетчика реактивной энергии. Помимо этого с их помощью решается ряд других проблем, возникающих на производстве:

Гарантия на производимое оборудование

На конденсаторные установки производства ГК «ДИАЛ» предоставляется гарантия 2 года с момента покупки.

http://compensation.ru/articles/kompensatsiya-reaktivnoy-moshchnosti-osnovy/

Литература

  1. Асланов, Р.М. и др. Уголовное право. Особенная часть; СПб: Санкт-Петербургский Университет, 2011. — 236 c.
  2. Кучерена, А. Г. Адвокатура в условиях судебно-правовой реформы в России: моногр. / А.Г. Кучерена. — М.: Юркомпани, 2017. — 432 c.
  3. Кони, А.Ф. Уголовный процесс: нравственные начала; М.: Современный гуманитарный университет; Издание 3-е, испр. и доп., 2011. — 150 c.
  4. Дмитриева, Т.Б. Клиническая и судебная подростковая психиатрия / Т.Б. Дмитриева. — М.: Медицинское Информационное Агентство (МИА), 2017. — 981 c.
  5. Журнал учета проверок юридического лица, индивидуального предпринимателя, проводимых органами государственного контроля (надзора), органами муниципального контроля. — М.: ДЕАН, 2010. — 872 c.

Добавить комментарий

Мы в соцсетях

Подписывайтесь на наши группы в социальных сетях