Statické kondenzátory na kompenzáciu jalového výkonu

Statické kondenzátory sa najviac používajú v priemyselných podnikoch ako prostriedok kompenzácie jalového výkonu.Hlavné výhody statických kondenzátorov na kompenzáciu jalového výkonu sú:

1) menšie straty činného výkonu ležiace v rozsahu 0,3-0,45 kW na 100 kvar;

2) absencia rotujúcich častí a relatívne nízka hmotnosť inštalácie s kondenzátormi a v tomto ohľade nie je potrebný základ; 3) viac jednoduchá a lacná prevádzkaz iných kompenzačných zariadení; 4) možnosť zvýšenia alebo zníženia inštalovaného výkonu v závislosti od potreby; 5) možnosť inštalácie statických kondenzátorov na akomkoľvek mieste siete: na jednotlivých elektrických prijímačoch, na skupinách v dielňach alebo veľkých batériách. Okrem toho porucha jednotlivého kondenzátora, ak je správne chránený, zvyčajne neovplyvní činnosť celého kondenzátora. Klasifikácia a technické charakteristiky statických kondenzátorov na kompenzáciu jalového výkonu Statické kondenzátory sa klasifikujú podľa nasledujúcich kritérií: menovité napätie, počet fáz, typ inštalácie, typ impregnácie, celkové rozmery. Na kompenzáciu jalového výkonu striedavých elektrických inštalácií s frekvenciou 50 Hz vyrába domáci priemysel kondenzátory pre tieto menovité napätia: 220 — 10500 V. Kondenzátory s napätím 220-660 V sú dostupné v jednofázových aj trojfázové (delta zapojené sekcie) a kondenzátory s napätím 1050 V a viac sú dostupné len v jednofázovom vyhotovení. Kondenzátory s možnosťou vykonávania trojfázových kondenzátorových jednotiek s napätím 3,6 a 10 kV so schémou zapojenia do hviezdy. Kondenzátory s napätím 1050, 3150, 6300 a 10500 V sa používajú na výrobu trojfázových kondenzátorových jednotiek s napätím 1, 3, 6 a 10 kV s zapojením do trojuholníka. Rovnaké kondenzátory sa používajú vo vyšších napäťových kondenzátorových bankách. V závislosti od typu inštalácie je možné vyrobiť kondenzátory so všetkými menovitými napätiami pre vonkajšie aj vnútorné inštalácie. Kondenzátory pre vonkajšie inštalácie sa vyrábajú s vonkajšou izoláciou (koncové izolátory) pre napätie minimálne 3150 V. Podľa druhu impregnácie sa kondenzátory delia na kondenzátory napustené minerálnym (ropným) olejom a kondenzátory napustené syntetickým kvapalným dielektrikom. Z hľadiska veľkosti sú kondenzátory rozdelené do dvoch rozmerov: prvý s rozmermi 380x120x325 mm, druhý s rozmermi 380x120x640 mm. Typy a označenia statických kondenzátorov na kompenzáciu jalového výkonu Statické kondenzátory sa vyrábajú v typoch: KM, KM2, KMA, KM2A, KS, KS2, KSA, KS2A a klasifikačné znaky sú vyjadrené v alfanumerickom označení typu. Písmená a čísla znamenajú: K — «kosínus», M a C — impregnované minerálnym olejom alebo syntetickým tekutým dielektrikom, A — verzia pre vonkajšiu inštaláciu (bez písmena A — pre vnútornú), 2 — verzia v prípade druhej veľkosti (bez číslo 2 – v prípade prvého rozmeru). Po označení typu sú kondenzátory označené číslami Menovité napätie kondenzátor (kV) a menovitý výkon (kvar). Napríklad: KM-0,38-26 znamená "kosínusový" kondenzátor (na kompenzáciu jalového výkonu v sieti striedavého prúdu s frekvenciou 50 Hz), impregnovaný minerálnym olejom, pre vnútornú inštaláciu, prvý rozmer, pre napätie 380 V, s výkonom 26 kvar; KS2-6.3-50-«kosínus», impregnovaný syntetickou kvapalinou, druhá veľkosť, pre vnútornú inštaláciu, pre napätie 6,3 kV, výkon 50 kvar.

Statické kondenzátorové zariadenie na kompenzáciu jalového výkonu

Hlavnými konštrukčnými prvkami kondenzátorov sú nádrž s izolátormi a pohyblivá časť pozostávajúca z batérie sekcií najjednoduchších kondenzátorov.

Jednosériové kondenzátory s menovitým napätím do 1050 V vrátane sa vyrábajú so zabudovanými poistkami zapojenými do série s každou sekciou. Kondenzátory vyššieho napätia nemajú zabudované poistky a musia byť inštalované samostatne. V tomto prípade sa vykonáva skupinová ochrana kondenzátorov s poistkami.Keď sa skupinová ochrana vykonáva vo forme poistiek, jedna poistka chráni každých 5-10 kondenzátorov a menovitý prúd skupiny nepresahuje 100 A. Okrem toho sú pre celú batériu inštalované bežné poistky.

Pre kondenzátory s napätím 1050 V a nižším, so zabudovanými poistkami, sú inštalované aj bežné poistky pre batériu ako celok a so značným výkonom batérie - pre jednotlivé sekcie.

V závislosti od sieťového napätia môžu byť trojfázové kondenzátorové banky doplnené o jednofázové kondenzátory so sériovým alebo paralelným sériovým zapojením kondenzátorov v každej fáze batérie.

Pripojenie kondenzátorových bánk k sieti

Kondenzátorové banky akéhokoľvek napätia je možné pripojiť do siete buď cez samostatné zariadenie určené len na zapínanie alebo vypínanie kondenzátorov, alebo cez spoločné riadiace zariadenie s výkonovým transformátorom, asynchrónnym motorom alebo iným prijímačom elektriny.

Statické kondenzátory v inštaláciách s napätím do 1000 V sa pripájajú k sieti a odpájajú od siete pomocou vypínačov alebo ističov.

Kondenzátory používané v inštaláciách s napätím nad 1000 V sa pripájajú k sieti a odpájajú sa od siete iba pomocou vypínačov alebo odpojovačov (odpínačov záťaže).

Aby náklady na vypnutie zariadenia neboli príliš vysoké, neodporúča sa brať kapacity kondenzátorových bánk menšie ako:

a) 400 kvar pri napätí 6-10 kV a pripojenie batérií k samostatnému spínaču;

b) 100 kvar pri napätí 6-10 kV a pripojenie batérie k vypínaču spoločnému s napájacím transformátorom alebo iným elektrickým prijímačom;

c) 30 kvar pri napätiach do 1000 V.

Použitie vybíjacích odporov s kondenzátormi na kompenzáciu jalového výkonu

Pre bezpečnosť pri servise odpojených kondenzátorov pri odstraňovaní elektrického náboja je nutné použiť vybíjacie odpory zapojené paralelne s kondenzátormi. Za účelom spoľahlivého vybitia by sa pripojenie vybíjacích odporov ku kondenzátorom malo vykonať bez medziľahlých odpojovačov, spínačov alebo poistiek. Vybíjacie odpory musia zabezpečiť rýchle automatické zníženie napätia na svorkách kondenzátora.

Na prianie zákazníka je možné vyrobiť kondenzátory so zabudovanými vybíjacími odpormi umiestnenými pod krytom izolačného tesnenia. Tieto odpory znížia napätie z maximálneho prevádzkového napätia na 50 V za maximálne 1 minútu pri kondenzátoroch s napätím 660 V a nižším a maximálne za 5 minút pri kondenzátoroch s napätím 1050 V a vyšším.

Väčšina kondenzátorov, ktoré sú už inštalované v priemyselných podnikoch, nemá zabudované vybíjacie odpory.V tomto prípade sa zvyčajne používajú žiarovky na napätie 220 V. ako vybíjací odpor pri napätí do 1 kV pre kondenzátorové batérie. Spojenie svietidiel zapojených do série s niekoľkými časťami v každej fáze sa vykonáva podľa trojuholníkovej schémy. Pri napätiach nad 1 kV sa ako vybíjací odpor inštalujú napäťové transformátory, ktoré sú zapojené podľa schémy trojuholníka alebo otvoreného trojuholníka.

Spínací obvod žiarovky na vybíjanie kondenzátorových batérií (do 1000 V) pomocou dvojnožového spínača

Trvalé pripojenie žiaroviek, ktoré sa zvyčajne používajú ako výbojové odpory pre kondenzátorové banky s napätím do 660 V, spôsobuje neproduktívne straty energie a spotrebu žiariviek.

Čím nižší je výkon batérie, tým väčší je výkon lampy na 1 kvar inštalovaných kondenzátorov. Je vhodnejšie, aby lampy neboli neustále pripojené, ale automaticky sa rozsvietili po vypnutí bloku kondenzátora. Na tento účel možno použiť schému znázornenú na obrázku, v ktorej sa používajú dvojité nožové spínače. Prídavné čepele sú umiestnené tak, aby sa lampy rozsvietili pred odpojením batérie zo siete a zhasli po pripojení batérie. To sa dá dosiahnuť voľbou vhodného uhla medzi hlavnými a pomocnými rozbíjacími lopatkami.

Pri pripájaní kondenzátorov a elektrického prijímača priamo do siete pod spoločný vypínač nie sú potrebné žiadne špeciálne vybíjacie odpory. Potom vybitie kondenzátora sa vyskytuje na vinutiach elektrického prijímača.

Kompletné kondenzačné jednotky pre všeobecný priemyselný dizajn

Pri realizácii napájacích systémov priemyselných podnikov nachádza stále širšie uplatnenie s kompletnými, plne vyrábanými prvkami v továrňach. Týka sa to aj trafostaníc v predajniach, rozvodných skríň a iných prvkov energetických systémov vrátane kondenzátorových bánk.Použitie kompletných zariadení výrazne znižuje objem stavebných a elektroinštalačných prác, zlepšuje ich kvalitu, skracuje čas uvedenia do prevádzky, zvyšuje spoľahlivosť a bezpečnosť práce pri práci.

Kompletné kondenzátorové batérie pre napätie 380 V sa vyrábajú pre vnútornú inštaláciu a pre napätie 6-10 kV — pre vnútorné aj vonkajšie použitie. Kapacita týchto jednotiek je pomerne široká a väčšina typov moderných kompletných kondenzátorových jednotiek je vybavená zariadeniami na jedno- alebo viacúrovňové automatické riadenie ich výkonu.

Kompletné kondenzátorové jednotky pre napätie 380 V sú vyrobené z trojfázových kondenzátorov a pre napätie 6-10 kV - z jednofázových kondenzátorov s kapacitou 25-75 kvar, zapojených do trojuholníka.

Kompletná kondenzačná jednotka pozostáva zo vstupnej skrine a kondenzačných skríň. V inštaláciách 380 V je v prívodnej skrini inštalované automatické riadiace zariadenie, prúdové transformátory, odpojovače, meracie prístroje (tri ampérmetre a voltmeter), riadiace a signalizačné zariadenia a prípojnice.

V prípade použitia kondenzátorov so zabudovanými vybíjacími odpormi nie sú inštalované napäťové transformátory. Vstupná skriňa je napájaná káblom z rozvodnej skrine (RU) 6-10 kV, v ktorej je inštalované riadiace, meracie a ochranné zariadenie.