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:
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.
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.
Работа конденсаторной установки
Конденсаторные установки – это электроприборы, состоящие из конденсатора и дополнительного электрооборудования: контакторов, контроллеров, аппаратов защиты.Они предназначены для компенсации реактивной мощности электрооборудования, которая создает перенапряжение в сети, и, как следствие, его перепады, что негативно сказывается на расходе активной электроэнергии. Сдерживание такого воздействия снимает сверхнагрузку на сеть, избавляет аппаратуру от электромагнитного поля.
Использование агрегатов такого типа сокращает потери в кабельных сетях. Их применяют в электроэнергетике в асинхронных двигателях, трансформаторах и другом оборудовании, где возникает реактивное сопротивление.
Такие преобразователи имеют две вариации:
Принцип действия устройства
Тиристорные компрессоры стоят дороже, зато подходят для сетей с перепадами напряжения. Оба варианте можно подключить на любом участке электросети.
Назначение
Большинство современных предприятий снабжены электроустановками, работающими совместно с электромагнитными системами. В их работе задействована реактивная энергия, из-за которой происходит фазовый сдвиг между током и напряжением. Во время работы потребляется не только активная, но и реактивная энергия, что увеличивает мощность на 20-25%.
Компенсаторы реактивной мощности (КРМ) ограничивают ненужную энергию. Существует несколько разновидностей таких агрегатов:
Аппараты КРМ предназначены для экономии оплаты электричества, защиты оборудования от перегрузок и повышения эффективности работы электросетей. Они повышают качество поставляемого ресурса, стабилизируют ток при передаче его на большие расстояния, исключая перепады напряжения.
КРМ поддерживают заданный уровень коэффициента мощности потребителя. Агрегат проводит анализ изменения нагрузки и в нужный момент включает или выключает нужное количество конденсаторных батарей, чтобы стабилизировать напряжение.
Преимущества
Конденсаторные установки отличаются следующими достоинствами:
Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей
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 установок КРМ
Конденсаторные установки известны еще и как установки КРМ – то есть компенсаторы реактивной мощности. Они широко используются в энергетике, трансформаторах, асинхронных двигателях и другом оборудовании с появляющейся реактивной мощностью. Данное явление доставляет определенные неприятности подключенному оборудованию из-за создания дополнительного напряжения в сети. Для снижения негативных последствий и предназначены установки, компенсирующие реактивную мощность.
Очень часто возникает вопрос, зачем нужна конденсаторная установка для чего используется это устройство? Основной функцией данных систем является поддержание заданного уровня коэффициента мощности потребителя. С этой целью в реальном времени отслеживаются изменения нагрузки, после чего в нужный момент происходит включение или отключение нужного количества конденсаторных батарей.
Большая часть нагрузки современных электрических сетей создается на промышленных предприятиях электродвигателями, трансформаторами и другим оборудованием с электромагнитными системами. Для их работы используется реактивная энергия, под действием которой появляется фазовый сдвиг между током и напряжением. При включении нагрузки происходит потребление не только активной, но и реактивной энергии. В связи с этим полная мощность увеличивается в среднем на 20-25% относительно активной мощности. Это соотношение и будет коэффициентом мощности.
Для того чтобы исключить попадание в сеть реактивной мощности применяются различные виды конденсаторных установок. За счет этого она вырабатывается и остается на месте, где и потребляется электрическими нагрузками.
Существует несколько видов установок компенсации реактивной мощности: автоматические высоковольтные и низковольтные, тиристорные, фильтрокомпенсирующие, а также тиристорные установки с фильтрацией высших гармоник. Отдельно следует отметить конденсаторные установки нерегулируемые, компенсирующие реактивную мощность постоянных нагрузок. Типичными примерами такого оборудования различные виды насосов, особенно используемых в системах тепло- и водоснабжения. В этом случае коэффициент мощности повышается за счет приложения постоянной мощности конденсаторов напрямую к реактивной нагрузке.
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.
Зачем нужна компенсация реактивной мощности
Компенсация реактивной мощности на предприятии позволяет существенно сократить расход электроэнергии, снизить нагрузку на кабельные сети и трансформаторы, продлив тем самым их ресурс.
Где необходимы конденсаторные установки?
Как известно Основные потребители электроэнергии на промышленных предприятиях являются такие индуктивные приемники, как асинхронные электродвигатели, трансформаторы, индукционные установки и т. д. Работа этих приемников связана с потреблением реактивной энергии для создания электромагнитных полей.
Реактивная энергия («паразитная» энергия) не производит полезной работы, а, циркулируя между приемником и источником тока, приводит к дополнительной загрузке линий электропередачи и генераторов и, следовательно, снижает коэффициент мощности сети.
Наличие реактивной мощности является неблагоприятным фактором для сети в целом В результате этого:
Показателем потребления реактивной мощности является коэффициент мощности (КМ), численно равный косинус угла (ɸ) между током и напряжением. КМ потребителя определяется как отношение потребляемой активной мощности к полной, действительно взятой из сети, т.е.: COS(ɸ)=Р/S. Этим коэффициентом принято характеризовать уровень реактивной мощности двигателей, генераторов и сети предприятия в целом. Чем ближе значение COS(ɸ) к единице, тем меньше доля взятой из сети реактивной мощности.
Таким образом, применение Конденсаторных установок остро необходимо на предприятиях, использующих:
Для повышения коэффициента мощности применяют силовые конденсаторы и конденсаторные установки, являющиеся наиболее выгодными источниками получения реактивной мощности.
Плюсы от внедрения Установок компенсации реактивной мощности:
Увеличение КМ решается подключением к сети конденсаторных батарей, производящих реактивную энергию в количестве, достаточном для компенсации реактивной мощности, возникающей в нагрузке.
Способы компенсации
Наиболее выгодный способ компенсации определяется конкретными условиями данного предприятия, и его выбор производится на основании технико-экономических расчетов и рекомендаций наших специалистов. Как правило, компенсация должна производиться в той же сети (на том же напряжении), к которой подключен потребитель, что обеспечивает минимальные потери.
Какие решения мы предлагаем
Наша Компания предлагает полный спектр услуг, А ИМЕННО:
В зависимости от потребности Заказчика установки могут изготавливаться как для внутренней, так и для уличной установки. Кроме этого возможен монтаж установок внутри утепленного блок-контейнера.
Для предприятий с резкопеременной нагрузкой (предприятия с большим количеством подъемно-транспортного оборудования, мощного сварочного оборудования и т.д.) мы предлагаем тиристорные конденсаторные установки, которые обеспечивают переключение ступеней конденсаторов с задержкой не более 20 мс.
Для выработки оптимального технического решения мы предлагаем выездные замеры параметров качества электроэнергии в сети предприятия. При необходимости наши инженеры выполнятшефмонтаж оборудования, а также любое гарантийное и послегарантийное обслуживание и ремонт.
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).
Подкатегории
Установки конденсаторные высоковольтные УКРМ-6 (10)
Декларация соответствия на УКРМ-6 (10)
Конденсаторные установки УКРМ (аналог КРМ, УККРМ-6, УККРМ-10, УКРЛ56, УКРЛ57, УКЛ56, УКЛ57), на напряжение 6 и 10 кВ предназначены для коррекции коэффициента мощности и поддержания уровня напряжения в сетях 6 и 10 кВ.
Внедрение конденсаторных установок в электрическую сеть позволит:
Основные типы УКРМ
Нерегулируемые (постоянной мощности)
Состоят только из фиксированных ступеней. Принцип действия: включение и отключение разъединителя производится в ручном режиме (при отсутствии нагрузочного тока).
Состоят только из регулируемых ступеней. Принцип действия: коммутация осуществляется автоматически, включением и отключением ступеней. При этом мощность и момент включения автоматически определяются электронным блоком. Регулируя, повышая значение коэффициента cos(?), высоковольтные конденсаторные установки автоматически компенсируют реактивную мощность нагрузки в электрических сетях напряжением 6,3 — 10,5 кВ.
Для того, чтобы удешевить установки компенсации реактивной мощности УКРМ 10 кВ и 6 кВ, сохранив при этом высокий уровень их качества, применяют полуавтоматические компенсаторы реактивной мощности — гибрид двух вышеперечисленных типов УКРМ. В их составе имеются как регулируемые (автоматические) ступени, так и фиксированные (не регулируемые). Такие устройства получили широкое распространение ввиду того, что практически всегда некоторая часть нагрузки в высоковольтной сети присутствует постоянно, в круглосуточном режиме. Для этой «фиксированной» части нагрузки и подбираются соответствующие ёмкости конденсаторных батарей, размещаемых в нерегулируемых ячейках конденсаторных установок. Такие ступени в 2-3 раза дешевле по сравнению с автоматическими ступенями аналогичной мощности, что в свою очередь благоприятно сказывается на стоимости устройства компенсации реактивной мощности УКРМ в целом.
Любые вышеперечисленные высоковольтные установки (нерегулируемые, регулируемые, полуавтоматические) при необходимости исполняются с защитными дросселями от гармонических искажений.
