Андрей Смирнов
Время чтения: ~21 мин.
Просмотров: 0

Конденсаторные установки крм

Типы установок компенсации реактивной мощности УКРМ

В компания Хомов электро вы можете купить УКРМ по лучшей цене следующих типов:

УКРМ с фиксированной мощностью

Состоят из конденсаторных модулей и реакторов, размещенных в общей оболочке. Установка компенсации реактивной мощности подключается непосредственно к нагрузкам и работает в длительном режиме, выдавая фиксированную реактивную мощность. Такие батареи подходят для работы с крупными электрическими машинами, работающими с постоянной нагрузкой.

УКРМ с фиксированной мощностью либо жестко подключаются к нагрузке, либо могут отключаться коммутационными аппаратами, установленными в распредустройстве Заказчика.

УКРМ с фиксированной мощностью и коммутационным аппаратом

Конструкция таких УКРМ в целом аналогичная конструкции батарей с фиксированной мощностью, но в их состав введен коммутационный аппарат (разъединитель, контактор или выключатель). Это позволяет подключать их к сети или выводить из работы в любое время.

УКРМ автоматические

Такие установки компенсации реактивной мощности состоят из нескольких ступеней регулирования, включающих в себя конденсаторные модули, реакторы и коммутационные аппараты, размещенные в общей оболочке. Автоматические УКРМ позволяют изменять реактивную мощность в соответствии с текущим состоянием нагрузки.

Управление различными ступенями в зависимости от величины необходимой мощности и контроль состояния системы осуществляются контроллером на базе микропроцессора. Контроллер также выдает информацию, относящуюся к сети, и формирует аварийные сообщения.

Конфигурация УКРМ

Установка компенсации реактивной мощности обычно состоит из вводной ячейки с размещенными в ней выключателем, заземляющим разъединителем, реле защиты и цепями управления. Рядом с ней устанавливаются одна или несколько ячеек, содержащих конденсаторы, реакторы, предохранители и коммутационные аппараты. Батареи могут иметь множество опций и конфигураций, позволяющих соответствовать практически любым требованиям Заказчика.

Защитные устройства УКРМ

В типичной системе могут использоваться следующие защитные устройства:

  • Конденсаторные модули со встроенными предохранителями и разрядными резисторами
  • Защита от небаланса
  • Защита от перегрузки по току и замыкания на землю
  • Защита от повышения и понижения напряжения
  • Дуговая защита с датчиками электрической дуги
  • Оболочки, испытанные на электродинамическую стойкость
  • Контроль температуры внутри ячеек
  • Высоковольтные предохранители с высокой отключающей способностью и индикацией срабатывания
  • Заземляющие разъединители
  • Трансформаторы для быстрого разряда конденсаторов

Коммутационные аппараты УКРМ

Используются коммутационные аппараты, рассчитанные на работу с конденсаторами, такие как разъединители, вакуумные или элегазовые контакторы и выключатели.

Реакторы УКРМ

В зависимости от уровня гармоник в сети, к которой подключается батарея, и необходимого количества ступеней, она может оснащаться токоограничивающими и фильтрующими реакторами (как воздушными, так и с магнитопроводом).

Конденсаторные модули

В зависимости от способа соединения конденсаторов батареи могут быть разделены на две группы. Батареи с однофазными конденсаторными модулями, соединенными в звезду или двойную звезду, имеют мощность до 12 000 квар и рабочее напряжение до 36 кВ. Батареи с трехфазными модулями, соединенными в звезду, имеют мощность до 10 000 квар и рабочее напряжение до 10,5 кВ.

Дополнительные компоненты

Индикаторы напряжения, вентиляторы, кондиционеры и противоконденсационные обогреватели, клеммы заземления, клапаны сброса давления, освещение внутри шкафов, замки с ключом, электрические блокировки, ключевые блокировки, кабельные вводы снизу и сбоку, концевые выключатели дверей.

Установка

Установка конденсаторных батарей шкафного исполнения возможна в любой точке сети. После выполнения измерений, когда известен уровень гармоник, можно выбрать способ компенсации

  • Индивидуальная компенсация: батарея подключается непосредственно к выводам нагрузки
  • Групповая компенсация: батарея подключается к распредсистеме, питающей группу индивидуальных нагрузок
  • Централизованная компенсация: батарея подключается к главным шинам системы электроснабжения, питающей множество индивидуальных нагрузок

Эффективность применения конденсаторных установок

То, насколько выгодным окажется использование агрегата, зависит от правильного выбора способа подключения и дальнейшего обслуживания.

Выбор режима компенсации

Существуют следующие схемы компенсации:

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

Режимы компенсации

Выбор типа компенсации

Различные типы компенсации реактивной нагрузки отличаются схемами подключения и особенностями управления.

Нерегулируемая компенсация

Здесь к требующему разгрузки оборудованию напрямую или к питающей его шине подсоединяется батарея конденсаторов со стабильной емкостью. Управление реализуется посредством автоматического выключателя или контакторного механизма.

Автоматическая компенсация

Подразумевает поддержание мощностного коэффициента на определенном уровне через контроль продуцируемой индуктивной энергии сообразно с колебаниями нагрузки. Используются специальные батареи и электронное управление.

Динамическая компенсация

Применяется для работы с часто и резко меняющимися нагрузками. Помимо батареи конденсаторов, задействуется электронное устройство, нивелирующее реактивные потери.

Учет условий эксплуатации и содержания гармоник в сети

Установку нужно приобретать, принимая во внимание будущие условия обслуживания в течение всего периода использования

Учет условий эксплуатации

При планировании использования агрегата нужно учитывать:

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

Учет воздействия гармоник

Если в сети нет нелинейных нагрузок, используются типовые конденсаторные элементы, при наличии слабовыраженных – детали с большим номиналом. Если нагрузок такого типа много, в ход идут высокоемкие конденсаторы с катушками, предотвращающими резонанс.

Батарея статических конденсаторов для КРМ

Основное предназначение батарей статических конденсаторов (БСК) – это емкостная компенсация реактивной мощности – коррекция коэффициента мощности. Использование батарей статических конденсаторов получило распространение, потому что они относительно недороги, легко и быстро устанавливаются и могут быть подключены практически в любой точке сети.

Применение БСК имеет и другие преимущества: повышение напряжения на нагрузке, лучшая стабильность напряжения (при правильном проектировании), снижение потерь и сокращение или перенос на более поздний срок инвестиций в систему электропередачи.

Основным недостатком батарей статических конденсаторов является то, что их реактивная мощность пропорциональна квадрату напряжения и, следовательно, когда напряжение низкое и система наиболее нуждается в реактивной мощности, конденсаторные батареи оказываются наименее эффективными.

Конструктивное исполнение установок УКМ58

В общем конструктивно конденсаторные установки УКМ58 серийно производятся в нескольких вариантах:

— мощностью от 5 до 200 квар, в навесном исполнении, подробно…;

— мощностью от 50 до 1500 квар в напольном исполнении, подробно…;

и представляю собой металический шкаф в котором смонтированы согласно

Технического задания (ТЗ):

— вводной разъединитель (ПВР) или автоматический выключатель;

— микропроцесорный блок управления установкой, различных изготовителей (Novar, Lovato, Belyk и т.д.)

— косинусные конденсаторы трех или однофазные согласно мошности установки УКМ58;

— электромагнитные контакторы для косинусных конденсаторов, примение обычных электромагнитных контакторов не допустимо;

— фильтры гармоник, согластно ТЗ заказчика.

Дополнительное по требованию ТЗ конденсаторные установки УКМ58, комплектуются:

— Трансформаторами тока;

— Измерительными приборами (ампермерт, вольтметр);

— Светосигнальной аппаратурой;

— Системой охлаждения и (или) обогрева.

Монтаж конденсаторных установок УКМ58

Для подключения установки УКМ58 к питающей сети, питающий кабель может быть подведен снизу (стандартное исполнение установок УКМ58) или сверху (согласно требований ТЗ). Сечение питающего кабеля выбирается согластно требований ПУЭ и приведены в техничеком описании интерисующей Вас конденсаторной установки УКМ58.

Конденсаторные установки поставляются заказчику в готовом виде. Однако перед включением установки в работу необходимо произвести монтаж установки на месте размещения а также выполнить пусконаладочные работы согластно инструкции по эссплуатации конденсаторных установок УКМ58.

Типы конденсаторных установок УКМ58. 

В настоящий момент нашим предприятием ООО»Ботт Элетро» освоен серийный выпуск нескольких типов конденсаторных установок УКМ58

Нерегулируемые 

— мощностью от 20 до 200 квар, в навесном шкафу,      подробнее …;

— мощностью от 100 до 450 квар, в напольном шкафу,  подробнее…;

— с фильтрами гармоник мощностью от 50 до 450 квар, в напольном шкафу, 

                                                                                           подробнее…;

С автоматической регулировкой мощности 

— мошностью от 5 до 200 квар в навесном шкафу,         подробнее …; 

— мощностью от 100 до 1500 квар в напольном шкафу, подробнее …; 

— с фильтрами гармоник, мошностью от 5 до 1500 квар в напольном шкафу,

                                                                                           подробнее…

— с фильтрами гармоник и тиристорнвми ключами, мощностью от 50 до 1500 квар, в напольном шкафу,                                                            подробнее …

Конденсаторная батарея: составляющие компоненты

Совокупность конденсаторной батареи, коммутационной аппаратуры и средств защиты и управления, называется конденсаторной установкой. Для коммутации в конденсаторной установке обычно используются контакторы или тиристоры.

Батарея конденсаторов конструктивно представляет собой несколько соединенных между собой конденсаторов. Они могут быть соединены параллельно или последовательно, а также параллельно-последовательно. Для того, чтобы компенсировать реактивную мощность, как правило, употребляют «косинусные» конденсаторы. Они рассчитаны на частоту напряжения 50 Гц, в то время как мощность составляет от 10 до 100 квар. В то же время шкала номинальных напряжений конденсаторов от 230 В до 10,5 кВ, что дает возможность конструирования установок напряжением от 380 В и выше.

В зависимости от уровня напряжения и нагрузки системы, батареи в сети могут соединяться в виде звезды, треугольника или двойной звезды.

Конденсаторная батарея визуально представляет собой корпус, сверху которого располагаются изолированные выводы.

Защита конденсаторов в батарее реализуется включаемыми в цепь каждого конденсатора плавкими предохранителями. Кроме того, существует защита батареи как таковой, осуществляемая включением в цепь как выключателей, так и предохранителей.

Вопросы релейной защиты

Соображения по вопросам защиты от превышения напряжения на конденсаторных модулях для батареи без предохранителей являются, по существу, такими же, как и для обычных батарей с предохранителями. Для конденсаторной батареи без предохранителей была выбрана дифференциальная схема контроля. Схема контроля разницы напряжений состоит из двух измерительных емкостных трансформаторов CCVT на фазу, подключенных к шине 230 кВ, и специально разработанному модулю защиты от небаланса, подключенному между шасси конденсаторной батареи и нейтралью на каждой фазе. Трансформатор CCVT и защитный модуль подключены к реле дифференциального напряжения на микропроцессорной основе.

Вмодуле защиты от небаланса использованы низковольтные конденсаторы, подключенные к разделительному трансформатору напряжения. Номинальный ток фазы конденсаторной батареи вызывает падение напряжения на низковольтных конденсаторах, которое затем сравнивается с напряжением трансформаторов CCVT, установленных на шине 230 кВ. Отказ конденсаторного элемента вызовет увеличение фазного тока, что приведет к появлению дифференциального напряжения при сравнении с напряжением трансформаторов CCVT, установленных на шине 230 кВ. На рис.7 изображена принципиальная схема дифференциального контроля напряжения.

Модуль защиты от небаланса применяется из-за экономической нецелесообразности установки трансформаторов CCVT в среднюю точку каждой из восьми линий конденсаторов. В защитном модуле использованы пять конденсаторов на фазу мощностью 167 кВАр. Низковольтные конденсаторы имеют номинальное значение напряжения 825 В, сопротивление 4 Ом и не защищены предохранителями. Выбрано именно пять низковольтных конденсаторов на фазу из-за того, что в нормальном режиме работы конденсаторной батареи к конденсаторам не будет прикладываться напряжение более 400 В. Разделительный трансформатор напряжения на 800/250 В с уровнем изоляции на 95 кВ подключен к низковольтным конденсаторам. Любое дифференциальное напряжение небаланса, имеющееся между емкостным трансформатором и защитным модулем в рабочем режиме, может быть сброшено в ноль с помощью средств регулирования в реле дифференциального напряжения.

Отказ одного конденсатора вызовет повышение напряжения в отдельной линии на 5.3% при увеличении фазного тока на 0.7%. Дифференциальное сигнальное устройство настроено таким образом, чтобы обнаружить отказ одного конденсатора и активировать сигнал неисправности на станции. Устройство дифференциального отключения настроено так, чтобы выявить отказ двух конденсаторов в последовательно соединенной линии. Дифференциальное реле с повышенной уставкой настроено на двукратное значение настроек блока дифференциального отключения. Блок дифференциального отключения и блок с высокой уставкой «маскированы» на отключение реле блокировки конденсаторной батареи и вывод батареи из эксплуатации.

Виды рентгенологического обследования головы

Для оперативного обследования головы в современной медицине применяют два рентгенологических метода:

  • обзорная диагностика;
  • прицельная диагностика.

То, какой вид диагностики необходимо произвести пациенту, напрямую зависит от особенностей патологических процессов, происходящих в его организме. Прежде чем назначить больному рентгенограмму, врач оценивает целесообразность проведения обзорного или же прицельного обследования. Бывают ситуации, когда специалист рекомендует сначала одно, а затем для конкретизации результатов второе.

Обзорное рентгенологическое обследование охватывает всю область черепной коробки и позволяет выявить все возможные нарушения. Как правило, именно этот метод назначается специалистами при травмах головы.

Обзорная рентгенограмма позволяет выявить наличие:

  • переломов, трещин, смещений в черепной коробке;
  • гематом, образовавшихся в результате ушиба или удара;
  • врожденных аномалий строения черепа;
  • внутричерепной гипер- или гипотензии.

Прицельное рентгенологическое обследование применяется с целью качественного исследования всех возможных изменений в каком-либо конкретном сегменте черепа. В частности, этот метод применяется для изучения:

  1. Носовых пазух.
  2. Верхней или нижней челюсти.
  3. Глазниц.
  4. Сосудов головного мозга.
  5. Скуловой области.
  6. Височно-нижнечелюстного сустава.
  7. Других отдельных участков черепа.

Конденсаторное устройство/батарея с внешним предохранителем

Как правило, каждое конденсаторное устройство защищается отдельным предохранителем, установленным снаружи между конденсатором и шиной предохранителей конденсаторной батареи. Неисправность элемента конденсатора приводит к привариванию его обкладок и короткому замыканию других элементов, подключенных параллельно в той же группе.

Конденсаторное устройство/батарея с внешним предохранителем

Остальные конденсаторные элементы устройства остаются в работе с более высоким напряжением на них, чем до возникновения неисправности, а через конденсатор идёт более высокий ток. Если из строя выйдет ещё один элемент, процесс повторится и приведёт к ещё большему повышению напряжения на оставшихся элементах.

Последующие неисправности в одном устройстве приводят к срабатыванию предохранителя, при этом устройство отключается и индицируется его неисправность.

Конденсаторные батареи с внешними предохранителями конфигурируются из одной или более последовательных групп параллельно соединённых конденсаторов на фазу. Уровень асимметрии снижается при увеличении количества последовательных групп конденсаторов или при увеличении количества параллельных конденсаторов в последовательной группе.

Однако может потребоваться уменьшить номинальную реактивную мощность отдельного конденсаторного устройства, потому что нужно иметь минимум параллельных устройств для того, чтобы конденсаторная батарея оставалась в работе.

Энергия зарядов, проводников, конденсаторов и электростатического поля. Объемная плотность энергии

  1. Энергия
    системы точечных неподвижных зарядов
    .
    Электростатические силы консервативны
    и система зарядов обладает потенциальной
    энергией. Пусть заряды Q1
    и Q2
    находятся на расстоянии r
    друг от друга. Каждый из этих зарядов
    в поле другого обладает потенциальной
    энергией

,

где
φ12
и φ21
– соответственно потенциалы, создаваемые
зарядом Q2
в точке нахождения заряда Q1
, и наоборот.

; .

Поэтому
W1
= W2
=W
= Q1
φ12
= Q2
φ21
= ½ (Q1
φ12
+ Q2
φ21).

Добавляя
к системе из двух зарядов последовательно
заряды Q3
, Q4
, …, Qn,
можно убедиться, что энергия взаимодействия
системы зарядов равна

,

где
φi
– потенциал, создаваемый в той точке,
где находится заряд Qi
, всеми зарядами, кроме i-го.

  1. Энергия
    заряженного уединенного проводника
    .
    Пусть имеется уединенный проводник,
    заряд, емкость и потенциал которого Q,
    C,
    φ.

Увеличим
заряд на dQ.
Для этого необходимо перенести заряд
dQ
из бесконечности к поверхности проводника,
затратив на это работу, равную

dA
= φdQ
= C
φd
φ

Чтобы
зарядить тело от нулевого потенциала
до потенциала равного φ необходимо
совершить работу

Энергия
заряженного проводника будет равна
этой работе

Учитывая,
что
,
эту энергию можно представить в виде

  1. Энергия
    заряженного конденсатора
    .
    Как всякий заряженный проводник,
    конденсатор обладает энергией

где
Q
— заряд конденсатора, С – его емкость и
Δφ – разность потенциалов между
обкладками.

Используя
выражение для энергии, можно найти
механическую (пондеромоторную) силу, с
которой пластины конденсатора притягивают
друг друга. Для этого предположим, что
расстояние х между пластинами меняется
на величину dx.
Тогда действующая сила совершает работу
равную dA
=Fdx
за счет уменьшения потенциальной энергии
Fdx
= — dW,
откуда
.

Подставляя
в формулу энергии
выражение емкости,
получим

.

Дифференцируя
W
по х,
найдем силу F

,

где
знак “минус“ указывает, что сила F
стремится уменьшить расстояние между
пластинами, т.е. является силой притяжения.
Подставляя выражение плотности зарядов
на пластинках
,
получим.

Учитывая
напряжённость поля, что Е =
,
получим

.

Давление
на пластины диэлектрика, помещенные в
зазоре конденсатора, будет

  1. Энергия
    электростатического поля.

    Преобразуем формулу энергии плоского
    конденсатора,
    используя формулыи Δφ = Еd.

Получим
,

где
V
– объем пространства между пластинами
конденсатора, в котором сосредоточена
энергия его поля W.

Объемная
плотность энергии поля w
– это энергия, заключённая в единице
объёма электрического поля и она равна

.

Единица
измерения [Дж/м3].

Видно,
что объемная плотность энергии поля
зависит только от характеристик поля
и среды.

Ковровое покрытие для пола

  18. 09. 2020

Виды компенсации реактивной мощности.

Индивидуальная и групповая
компенсация

Индивидуальная компенсация соответствует
установке конденсаторов / непосредственно
у приемника электроэнергии. Она
обеспечивает наибольшую разгрузку
системы электроснабжения от реактивной
нагрузки и дает максимальный экономический
эффект, но целесообразна только для
крупных потребителей с относительно
низким коэффициентом мощности при
большом количестве часов работы в год,
что гарантирует полное использование
конденсаторов.

Преимуществом индивидуальной компенсации
таких электроприемников, как башенные
краны и сварочные трансформаторы,
является то, что для присоединения
конденсаторов можно использовать
пусковое устройство электроприемника,
а разрядным сопротивлением, предназначенным
для быстрого снижения напряжения на
выводах конденсаторов, может служить
сам электроприемник.

При этом батареи могут быть установлены
в шкафах, в кабине башенного крана (при
соблюдении правил техники безопасности).

Групповая компенсация осуществляется
конденсаторными батареями 2, что
обеспечивает их лучшее использование,
однако в этом случае распределительные
сети приемников не разгружаются от
реактивной мощности.

Централизованная компенсация на стороне
вторичного напряжения трансформаторной
подстанции предусматривает присоединение
конденсаторной батареи 3 к ее шинам, что
приводит к разгрузке от реактивной
мощности только трансформаторов
подстанции и питающей ее линии. При этом
сети вторичного напряжения не разгружаются
от реактивной мощности. Аналогичная
компенсация на стороне первичного
напряжения с помощью конденсаторной
батареи 4 разгружает систему внешнего
электроснабжения от реактивной мощности,
но не разгружает трансформаторы и все
элементы внутреннего электроснабжения
строительной площадки.

Регулируемые конденсаторные установки
размещают не только с учетом заданной
компенсации реактивной мощности, но и
необходимости поддержания требуемого
напряжения сети в часы минимальной и
максимальной нагрузок строительства.
Регулирование конденсаторных установок
может быть ручным и автоматическим
Автоматическое регулирование по
напряжению, току нагрузки, времени
суток, направлению реактивной мощности
или cos <р обязательно для конденсаторных
установок мощностью более 200 квар.

В настоящее время для повышения «кф
промышленность выпускает конденсаторы
КСО, КО. КС2, КСК1. КСК2, а также конденсаторные
установки УКЛ, УК, ККУ и др.

Синхронные компенсаторы также относятся
к устройствам искусственной компенсации
cos ср, например синхронная машина,
работающая в режиме двигателя без
нагрузки на валу и предназначенная для
генерирования реактивной мощности.
Схема включения синхронного компенсатора
приведена на 31, а, а его векторные
диаграммы, — на 31, б, в. При подключении
потребителя П к сети напряжением 0С в
ней возникает ток /2, отстающий по фазе
от Uc на угол ср2. При подключении
компенсатора параллельно Я и создании
режима перевозбуждения, являющегося
для него номинальным, появится ток /С1.,
опережающий по фазе Uc на 90е. Результирующий
ток в сети /2 /п I /«к При этом возрастает
cos ср и ток /2 уменьшается, следовательно,
включение синхронного компенсатора
аналогично присоединению рассмотренных
выше батарей конденсаторов. Преимущество
компенсаторов заключается в возможности
плавного регулирования реактивного
тока. В некоторых случаях синхронные
компенсаторы работают с недовозбуждением.
Необходимость в этом возникает в том
случае, если ток содержит значительную
емкостную составляющую, которая не
компенсируется индуктивной составляющей
тока потребителей.

Образование дуги и отказы разрядника

В течение первого года эксплуатации зафиксировано два отказа разрядников 500 кВ на подстанции 500 кВ в процессе отключения конденсаторной батареи. Первый отказ произошел в ходе предпусковых испытаний выключателя конденсаторной батареи после изменений, внесенных в замыкающие контакты предзарядного резистора. Второй отказ произошел в рабочем режиме при отключении конденсаторной батареи.

При первом отказе разрядника, персонал подстанции наблюдал медленный отказ по причине нарушения теплового режима разрядника после отключения конденсаторной батареи. На рис.5 изображены записанные в процессе отказа осциллограммы тока и напряжения на фазе, где произошел отказ.

Верхняя кривая представляет собой остаточный ток в нейтрали конденсаторной батареи. Три нижние кривые – фазные напряжения. Как видно из кривой, остаточный ток был практически равен нулю до момента своего увеличения до 316 А, что соответствует отключению первой фазы выключателя конденсаторной батареи. После небольшой задержки можно видеть внезапный бросок тока повторного зажигания дуги (2895 А) в течение одного периода контура, содержащего конденсатор, после чего ситуация нормализовалась.

Для диагностирования проблемы было выполнено моделирование электромагнитных переходных процессов, чтобы оценить процесс отключения конденсаторной батареи в заданной последовательности до тех пор, пока не было получено близкое совпадение измеренных и смоделированных токов нейтрали. Результаты моделирования приведены на рис.6.

Близкое совпадение было получено, когда первой отключалась фаза А, второй – фаза С, а фаза В отключалась третьей. На основании анализа установлено, что пробой произошел при размыкании контакта вблизи максимального значения напряжения.

В исходном проекте использован подход, предполагающий, что ограничители перенапряжений (ОПН) конденсаторной батареи на основе метал-оксидных варисторов (MOV) будут способны защитить устаревшие ОПН на основе карбида кремния, установленные на трансформаторах подстанции. Защитная уставка метал-оксидных варисторов была значительно ниже защитной уставки ОПН на основе карбида кремния. Метал-оксидные варисторы должны защищать разрядники на основе карбида кремния. После второго отказа оставшиеся разрядники были отправлены производителю на испытания. Было обнаружено, что минимальное напряжение пробоя ОПН на основе карбида кремния оказалось значительно ниже защитной уставки метал-оксидных разрядников.

Было решено, что эта проблема связана со старением карбиднокремниевых ОПН. Поскольку минимальное значение напряжения пробоя не тестировалось количественно, то это была единственная информация, на основе которой сделаны выводы. Решено, что старение ОПН на основе карбида кремния может приводить к снижению уровней их срабатывания, что не позволяет металоксидным ОПН защитить их в процессе образования дуги в выключателе конденсаторной батареи. Исходя из этих соображений, использование метал-оксидных ОПН для защиты ОПН на основе карбида кремния было прекращено, а ОПН на подстанции были заменены на метал-оксидные.

Выбор устройств защиты и управления и соединительных кабелей

Выбор соединительных кабелей и устройств защиты зависит от токовой нагрузки.

Для конденсаторов ток зависит от следующих параметров:

  • приложенное напряжение и его гармоники;
  • величина емкости.

Номинальный ток батареи конденсаторов мощности Q (квар) и номинальным напряжением Un (кВ) определяется по формуле:

In=QUn3{\displaystyle In={\frac {Q}{Un{\sqrt {3}}}}}

Допустимый диапазон приложенного напряжения основной частоты плюс гармонические составляющие вместе с производственными допусками на фактическую емкость (относительно номинального значения) могут приводить к повышению тока до 50% выше его расчетного значения. Приблизительно 30% такого повышения вызваны возможным повышением напряжения, а 15% — производственными допусками, так что:

1,3 x 1,15 = 1,5 In

Все компоненты конденсатора, проводящие ток, должны быть рассчитаны на «наихудший режим» работы при температуре окружающей среды не выше 50 °C. При более высоких температурах в корпусах и т.д. необходимо учесть уменьшение номинальных характеристик этих компонентов.

Защита

Выключатель выбирается так, чтобы обеспечить защиту от перегрузок при уставках по току равных:

  • 1,36 x In для типа Classic
  • 1,50 x In для типа Comfort
  • 1,12 x In для типа Harmony (настройка на 2,7 f)
  • 1,19 x In для типа Harmony (настройка на 3,8 f)
  • 1,31 x In для типа Harmony (настройка на 4,3 f)

Уставка защиты от КЗ должна быть нечувствительна к броску тока. Уставка составляет 10 x In для типов Classic, Comfort и Harmony.

Пример 1:

50 квар – 400 В – 50 Гц – тип Classic

In=50,000(400×1,732)=72A{\displaystyle In={\frac {50,000}{\left(400\times 1,732\right)}}=72A}

Уставка защиты от перегрузок: 1,36 х 72 = 98 А

Уставка защиты от КЗ: 10 x In = 720 А

Пример 2:

50 квар – 400 В – 50 Гц – тип Harmony (настройка на 4,3 f)

In = 72 A

Уставка защиты от перегрузок: 1,31 х 72 = 94 А

Уставка защиты от КЗ: 10 х In = 720 А

Соединительные кабели

На рис. L34 приводятся минимальные значения площади поперечного сечения соединительного кабеля для конденсаторов Rectiphase.

Кабели управления

Минимальная площадь поперечного сечения таких кабелей – 1,5 мм2 для 230 В.

Для стороны вторичной обмотки трансформатора, рекомендуемая площадь поперечного сечения ≥ 2,5 мм2.

Мощность блока (квар) Сечение медного кабеля (мм2) Сечение алюминиевого кабеля (мм2)
230 B 400 B
5 10 2,5 16
10 20 4 16
15 30 6 16
20 40 10 16
25 50 16 25
30 60 25 35
40 80 35 50
50 100 50 70
60 120 70 95
70 140 95 120
90-100 180 120 185
200 150 240
120 240 185 2 x 95
150 250 240 2 x 120
300 2 x 95 2 x 150
180-210 360 2 x 120 2 x 185
245 420 2 x 150 2 x 240
280 480 2 x 185 2 x 300
315 540 2 x 240 3 x 185
350 600 2 x 300 3 x 240
385 660 3 x 150 3 x 240
420 720 3 x 185 3 x 300

Рис. L34 : Сечение кабелей, соединяющих блоки конденсаторов средней и большой мощности

Переходные напряжения

Переходные напряжения высокой частоты сопровождают переходные токи высокой частоты. Максимальный пик переходного напряжения никогда (при отсутствии гармоник установившегося режима) не превышает удвоенное максимальное значение номинального напряжения при включении незаряженного конденсатора в работу.

Однако, если конденсатор уже заряжен в момент включения выключателя, переходное напряжение может достигать максимального значения, приблизительно в 3 раза превышающего номинальное амплитудное значение.

Этот максимальный режим возникает при следующих условиях:

  • существующее напряжение на конденсаторе равно амплитудному значению номинального напряжения;
  • контакты переключателя замыкаются в момент амплитудного питающего напряжения;
  • полярность питающего напряжения противоположна полярности заряженного конденсатора.

В такой ситуации переходный ток принимает свое максимальное возможное значение, а именно, вдвое больше своего максимума при включении предварительно незаряженного конденсатора, как указывается выше.

Для любых других значений напряжения и полярности на предварительно заряженном конденсаторе, переходные пики напряжения и тока будут меньше, чем указанные выше. В случае пикового номинального напряжения на конденсаторе, имеющего ту же полярность, что и питающее напряжение, и включения переключателя в момент пика питающего напряжения, не будет переходного напряжения или тока.

В случае автоматического переключения секций КБ, необходимо обеспечить, чтобы включаемая секция конденсаторов была полностью разряжена.

Время разрядки может уменьшаться, при необходимости, с помощью разрядных резисторов с пониженным значением сопротивления.

Конденсаторная батарея

Конденсатор является составной частью батареи статических конденсаторов. Он составлен из отдельных конденсаторных элементов, соединенных в последовательно-параллельные группы и размещенных в стальной оболочке. Каждый конденсатор имеет разрядный резистор, который обеспечивает снижение остаточного напряжения на устройстве до 50 В за 5 минут.

Компания «Хомов электро» производит батареи статических конденсаторов с различными напряжениями и величинами, в соответствии с вашим запросом мы предложим Вам эффективное решение, в соотношении цена и качество. Купить или заказать батареи статических конденсаторов (БСК), Вы можете по телефонам +7 (495) 981-98-39, +7 (495) 642-58-82, +7 (498) 653-40-68. Стоимость конденсаторной батареи вы также можете уточнить у менеджера компании.

Конденсаторные батареи предназначены для работы на напряжении и частоте, равных или ниже их номинальных напряжении и частоте, они очень чувствительны к этим величинам. Реактивная мощность конденсатора пропорциональна как напряжению, так и частоте (kvar=2πfCU2).

Стандарты IEEE 18-1992 и 1036-1992 определяют номинальные параметры конденсаторов, предназначенных для шунтирующего подключения к системам переменного тока, а также дают руководство по их применению.

Эти стандарты предусматривают, что:

  1. Конденсаторы должны допускать продолжительную работу при напряжении на выводах до 110% от номинального действующего значения напряжения при амплитуде напряжения, не превышающей 1,2 x  √2
    номинального действующего значения напряжения, включая гармоники и исключая переходные процессы. Конденсаторы также должны выдерживать ток 135% от номинального.
  2. Реактивная мощность конденсаторов должна быть не менее 100 и не более 115% от номинальной реактивной мощности при номинальных напряжении и частоте.
  3. Конденсаторная батарея должна допускать продолжительную работу при реактивной мощности до 135% от номинальной при повышении реактивной мощности из-за сочетания следующих факторов:
    1. Напряжение превышает номинальное напряжение на основной частоте, но составляет не более 110% от номинального действующего значения.
    2. На напряжение основной частоты накладываются напряжения гармоник.
    3. Значение реактивной мощности составляет до 115% от номинального значения реактивной мощности из-за производственного допуска.
Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Максим Иванов
Наш эксперт
Написано статей
129
Ссылка на основную публикацию
Похожие публикации