зачем нужны конденсаторные установки
Конденсаторные установки распределительных подстанций – назначение, особенности эксплуатации
Реактивная мощность необходима для работы таких потребителей, как асинхронные двигатели различного назначения, насосы, дуговые плавильные печи. Для работы данных потребителей нужно небольшое количество реактивной мощности, но на практике в электрической сети протекают большие объемы реактивной мощности, которая возникает из-за большой нагрузки потребителей с активно-индуктивной нагрузкой.
Наличие большого объема реактивной мощности в электрической сети приводит к дополнительной загрузке линий электропередач, трансформаторов и другого оборудования, является одной из причин падения напряжения на линиях электропередач. Поэтому вопрос о компенсации реактивной мощности на подстанциях является достаточно актуальным. Одним из способов компенсации реактивной мощности является установка на распределительных подстанциях конденсаторных установок.
Включение групп конденсаторов в электрическую сеть осуществляется при помощи контакторов или тиристоров. Современные конденсаторные установки работают в автоматическом режиме, осуществляя автоматическое включение и отключение батарей конденсаторов в зависимости от величины реактивной составляющей в электрической сети.
Конденсаторные установки выпускают в широком диапазоне номинального напряжения – от 0,4 до 35 кВ. Высоковольтные установки напряжением 6, 10, 35 кВ устанавливают, как правило, на шинах распределительных подстанций, где требуется компенсация реактивной мощности. Такие установки называют централизованными. Существуют также индивидуальные и групповые конденсаторные установки, которые компенсируют реактивную мощность непосредственно у потребителя.
Низковольтные конденсаторные установки на напряжение 0,4-0,66 кВ служат для компенсации реактивной мощности непосредственно на нагрузках – сварочных аппаратах, насосах, электродвигателях и других потребителях с активно-индуктивным характером нагрузки. Низковольтные компенсаторы позволяют компенсировать, как постоянную, так и скачкообразную реактивную мощность благодаря высокому быстродействию.
Эксплуатация конденсаторных установок
Для обеспечения продолжительности срока службы конденсаторных установок необходимо придерживаться правил по их эксплуатации.
Компенсаторы, как и любое электрическое оборудование, рассчитаны на работу при заданных номинальных электрических параметрах – тока нагрузки и напряжения.
Допускается перегрузка установки на 30-50% по току (в зависимости от типа конденсаторной установки) и 10% по напряжению. Запрещается работа компенсаторов в случае возникновения больших перекосов фазных токов, а также при различном напряжении на отдельных конденсаторах (группах конденсаторов). Для компенсации реактивной мощности не симметричной нагрузки существует отдельные типы конденсаторных установок.
Конденсаторные установки имеют защиту от аварийных режимов работы. Поэтому в случае отключения установки действием встроенных защит запрещается вводить ее в работу до выявления причины срабатывания защитных устройств.
В процессе эксплуатации конденсаторных установок необходимо производить их периодические осмотры для своевременного обнаружения неисправностей, повреждений элементов. Установки выводятся из работы при обнаружении следующих признаков: течь пропиточной жидкости конденсаторов, признаки пробоя обкладок, деформация стенок конденсаторов. Также следует обратить внимание на состояние опорных изоляторов, ошиновки и контактных соединений.
Компенсаторы могут работать как в ручном, так и в автоматическом режиме. Выбор режима зависит от требований к качеству электроснабжения. Если требуется поддерживать коэффициент мощности (соотношение реактивной мощности к полной мощности) на высоком уровне, то установки работают в автоматическом режиме.
При отсутствии жестких требований к величине реактивной составляющей, конденсаторные установки включаются обслуживающим персоналом, который осуществляет контроль над режимом работы оборудования подстанции, в частности контролирует уровень реактивной мощности в электрической сети.
Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!
Подписывайтесь на наш канал в Telegram!
Просто пройдите по ссылке и подключитесь к каналу.
Не пропустите обновления, подпишитесь на наши соцсети:
Назначение конденсаторных установок
Назначение конденсаторных установок — повышение эффективности промышленной инфраструктуры, снижение стоимости электроэнергии и защита дорогостоящего оборудование от перегрузок. И они прекрасно справляются со своей задачей.
Энергоэффективность производственных электросетей
Относительно недавно необходимости в подобном оборудовании не существовало. Однако сейчас специалистов, задумывающихся о том, для чего нужны конденсаторные установки, практически не осталось. Слишком очевидна проблема дефицита качественной электроэнергии.
Количество потребителей лавинообразно растет, промышленное оборудование становится все более чувствительным к параметрам электроэнергии, однако морально устаревшие сети не справляются с нагрузкой ни по качественным, ни по количественным характеристикам. В процессе транспортировки электроэнергии и работы многих установок образуется не только активная, но и реактивная мощность. Часть мощности системы расходуется в пустую, повышая стоимость траспортировки ресурса, увеличивая его расход и перегружая систему. Для электрических сетях с реактивной мощностью характерны нагрев отдельных элементов, появление пробоев и перегрузок.
Чтобы избежать негативных последствий, необходимо вкладывать значительные средства в модернизацию сетей: увеличивать сечение кабелей, устанавливать трансформаторы и другое оборудование повышенной мощности. Однако есть более простое и эффективное решение. 
Конденсаторные установки обладают целым рядом преимуществ:
Назначение конденсаторных установок
В зависимости от требований заказчика, КУ решают следующие задачи:
Наиболее эффективны КУ на производствах с высоким содержанием асинхронных двигателей, силовых установок с cos φ = 0,7 и ниже, и т.д.
Принцип работы конденсаторной установки
В основе действия КУ эффект коммутируемой или динамической компенсации реактивной мощности системой конденсаторов, расположенных в определенной последовательности. Для коммутации в конденсаторной установке (принцип действия несколько отличается в каждом из указанных подвидов) используются контакторы или тиристоры. В первом случае, коммутация происходит за счет электромеханического реле, что характерно для подавляющего большинства КУ. К их преимуществам следует отнести низкую стоимость, универсальность конструкции и простоту использования. Тиристорные системы несколько сложнее, однако в электросетях с резкопеременной нагрузкой они имеют ряд преимуществ.
Однако каким бы ни был принцип действия конденсаторной установки, подключать их можно на любом участке сети (на вводе предприятий, для группы однотипных установок, поблизости от единичного потребителя или по смешанной схеме).
Что такое конденсаторная установка?
Конденсаторные установки 0,4 кВ могут быть исполнены как в навесном так и в напольном шкафу.
Самыми распространенными конденсаторными установками считаются установки на номинальное напряжение 0,4 кВ. Также существуют высоковольтные установки на 6-10 кВ, но их пока рассматривать не будем.
Как правило установки мощностью до 150 кВАр изготавливаются в навесных шкафах с панелью. Габариты таких шкафов от 650*500*220 мм до 1200*750*300 мм. Ввод кабеля предусмотрен обычно снизу. Но при необходимости можно сделать ввод сверху. Для этого достаточно врезать сальники ввода в верхнюю крышку шкафа.
Навесная конденсаторная установка:
Установки мощностью более 150 кВАр собираются в напольных шкафах. Ввод предусматривается снизу или сверху по требованию заказчика.
Напольная конденсаторная установка:
Навесные и напольные конденсаторные установки представляют собой электротехнический шкаф, внутри которого находятся конденсаторы, контакторы, аппараты защиты (разъединители с плавкими вставками или автоматические выключатели) и регулятор реактивной мощности (контроллер). В конденсаторной установке могут быть установлены вентиляция и обогрев в зависимости от мощности установки и условий эксплуатации.
Конденсаторная установка компенсации реактивной мощности: что это, для чего и как функционирует
Конденсаторная установка – это электроустановка, которая состоит из конденсаторов и вспомогательного оборудования в виде контакторов, регуляторов. Устройство предназначается для компенсации реактивной мощности, что снижает потери электрической энергии и снижает затраты на электрическую энергию. Оборудование предназначается для крупных промышленных предприятий и энергоемкого оборудования. Среди прочего технология позволяет улучшить энергетические характеристики, повысить коэффициент мощности и убрать «вредные» гармоники для сети.
Элементы конденсаторной электроустановки
Современная конденсаторная установка обладает следующими элементами:
Среди прочего имеются элементы защиты в виде предохранителей, автоматов и так далее.
Виды устройств для компенсации R-мощности
Устройства для компенсации реактивной мощности можно разделить на следующие виды:
Среди прочего выделяются виды конденсаторных установок по схемам подключения, по емкости и другим физическим свойствам.
Маркировка компенсирующих устройств (конденсаторов)
На современном рынке можно встретить устройства с различной маркировкой (УКРМ, УКМ58, АФКУ, АКМ и так далее). Последние не регламентируются государственными стандартами и вводится заводом производителем. КУ – низковольтный, УКРМ – устройство компенсации реактивной мощности. Наличие букв М, Н, Т свидетельствуют о наличии ступеней регулирования в автоматическом режиме. Вместе с этим на электроустановке должна располагаться табличка, в которой указывается:
В ряде случаев указывается напряжение цепей управления, а также тип установки. Подобная информация указывается на трансформаторах тока.
Для чего используется конденсаторная установка
Большинство электроприемников переменного тока сопровождаются индуктивностью, что предполагает потребление не только активной, но и реактивной мощности. Последняя необходима для формирования электромагнитного поля. Циркуляция негативно сказывается на работе энергосистемы, так как появляются потери из-за нагрева проводников. Чтобы снизить циркуляцию R-мощности, используются УКРМ. Если говорить конкретно об автоматических установка компенсации, то она решает следующее:
Отсутствие нагрева проводов и изоляции продлевает срок службы последних, снижает периодичность обслуживания и обеспечивает безаварийность работы. Также снижаются потери в сетях и затраты на покупку электрической энергии.
Монтаж, обслуживание и техника безопасности
В большинстве случаев узкопрофильные компании предлагают комплексные решения, электроустановки в сборе. Подобные системы отличаются простотой монтажа и высоким уровнем безопасности. Важно отметить, что при формировании сборки рассчитывается емкость сети (номинальную и возможную). Схема подключения определяется напряжением и местом эксплуатации.
При обслуживании важно пользоваться средствами индивидуальной защиты. Также следует разряжать специальными устройствами конденсаторы, так как они могут оставаться заряженными в течение длительного периода времени.
Компенсация реактивной мощности в квартире, быту и на производстве
Слишком высокая или как еще её называют, реактивная энергия и мощность, способствуют значительному ухудшению работы электрических сетей и систем. Мы предлагаем рассмотреть в нашей статье как производится автоматическая компенсация реактивной мощности (крм) и перекомпенсация в сетях на предприятиях, в квартире и в быту.
Зачем нужна компенсация реактивной мощности
Чем больше требуется энергии — тем выше становится уровень потребления топлива. И это не всегда оправдано. Компенсация мощности, т.е, её правильный расчет, поможет сэкономить в промышленных распределительных электросетях на производстве до 50 % затрачиваемого топлива, а в некоторых случаях и больше.
Нужно понимать, что тем больше ресурсов затрачено на производство, тем выше будет цена конечного продукта. При возможности снизить стоимость изготовления товара, производитель либо предприниматель, сможет снизить его цену, чем привлечь потенциальных клиентов и потребителей.
Как наглядный пример – пара диаграмм ниже. Эти векторы визуально передают полный эффект от работы установки.
Диаграмма до работы установки 
Диаграмма после работы установки
Кроме этого, мы также избавляемся от потерь в электросетях, от чего эффект следующий:
Теория и практика
Чаще всего реактивная энергия и мощность потребляется при использовании трехфазного асинхронного двигателя, здесь и нужна компенсация сильнее всего. Согласно последним данным: 40 % — потребляют двигатели (от 10 кв), 30 – трансформаторы, 10 – преобразователи и выпрямители, 8% — расход освещения
Для того чтобы этот показатель уменьшить, используются конденсаторные устройства или установки. Но существует огромное количество подтипов этих электроприборов. Какие бывают конденсаторные установки и как они работают?
Видео: Что такое компенсация реактивной мощности и для чего она нужна?
Для того чтобы производилась компенсация энергии и реактивной мощности конденсаторными батареями и синхронными двигателями, понадобится установка энергосбережения. Чаще всего используют подобные устройства с реле, хотя вместо него может быть установлен контактор либо тиристор. Дома используются релейные приборы дуговой компенсации. Но если проводится компенсация реактивной энергии и мощности на заводах, у трансформаторов (там, где несимметричная нагрузка), то намного целесообразнее применять тиристорные устройства.
В отдельных случаях возможно использование комбинированных устройств, это приборы, которые одновременно работают и через линейный преобразователь, и через реле.
Чем поможет использование установок:
Как установить конденсаторные устройства
Предварительно понадобится схема работы электросети, и документы от ПУЭ, по которым и проводится решение о компенсации энергии и реактивной мощности ДСП. Далее необходим экономический расчет:
Далее нужно сгенерировать часть мощности сразу на месте её поступления в сеть при помощи генератора. Это называется централизованная компенсация. Она может проводится также при помощи установки cos, electric, schneider, tg.
Но существует также индивидуальная однофазная компенсация реактивной энергии и мощности (либо поперечная), её цена намного ниже. В этом случае производится установка упорядоченных регулирующих устройств (конденсаторов), непосредственно у каждого потребителя питания. Это оптимальный выход, если регулируется трехфазный двигатель или электропривод. Но у этого типа компенсации есть существенный недостаток – она не регулируется, и поэтому называется еще и нерегулируемой или нелинейной.
Статические компенсаторы или тиристоры работают при помощи взаимоиндукции. В этом случае переключение производят при помощи двух или более тиристоров. Самый простой и безопасный метод, но его существенным недостатком является то, что гармоники генерируются вручную, что значительно усложняет процесс монтажа.
Продольная компенсация
Продольная компенсация производится методом варистора или разрядника.
Продольная компенсация реактивной мощности
Сам процесс происходит из-за наличия резонанса, который образуется из-за направления индуктивных зарядов друг другу на встречу. Данная технология и теория компенсации мощности применяется для реактивных и тяговых двигателей, сталеплавильной или станочной техники Гармоники, к примеру, и именуется еще искусственная.
Техническая сторона компенсации
Существует огромное количество производителей и типов установок конденсаторных установок:
Их стоимость разнится в зависимости от организации, для боле точной и исчерпывающей информации посетите форум, где обсуждается компенсаций реактивной мощности.