Конденсаторные установки для компенсации реактивной мощности - КРМ

 

Регулируемые установки  компенсации реактивной мощности  КРМ,  предназначены для  поддержания заданного значения коэффициента  мощности (cosφ) в электрических   распределительных  трехфазных  сетях   промышленных гражданских  и других объектах  народного хозяйства напряжением 0,4…10 кВ

Конденсаторные установки рассчитываются и изготавливаются   шагом от 1 кВАр регулирования и конфигурацией ступеней от 1 до 12 по желанию Заказчика. Конденсаторные установки выполняются как с контакторной, тиристорной или смешанной коммутацией, с дросселями   различных типов в зависимости от содержания гармонических составляющих в системе электроснабжения Заказчика.

Компенсатор реактивной мощности  КРМ1-0,4 рекомендуется применять в сетях, где доля высших  гармоник, составляет менее 50%

 

 

Установка  КРМ1-0,4 имеет следующие  преимущества:

 Конденсаторные установки

- модульный принцип построения – позволяющий постепенное наращивание номинальной  мощности  установки;

- точное  регулирование  значения cosφ (минимальнаяступень 1кВАр);

- использование  специализированных  контакторов, с контактамиопережающего  включення и токоограничивающими резисторами, увеличивающими срок   службы контакторов и конденсаторов, или  тиристорных контакторов с малым  временем  переключения.

- использование сухих конденсаторов, имеющих  способность самовостанавливатся после пробоя в диэлектрике;

- применение  специализированных  контроллеров для автоматического корректирования cosφ, обеспечивающих    сбалансированное  включение  конденсаторов;

- низкие массогабаритные параметры.

Применение КРМ1-0,4 позволяет  снизить потери электроэнергии и повысить эффективность  электроустановок, одновременно  повышая качество  электроэнергии непосредственно  в сетях  предприятия.

 

Структура условного обозначения панели конденсаторной установки КРМ

 

КРМ

☼ ☼

☼ ☼ ☼

☼ ☼ ☼

☼ ☼

☼ ☼

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

 

 

 

             0– не регулируемая;

    1- с автоматическим регулятором;

    2 - регулировка вручную;

3 - Тип  компенсации:

                 0 - статическая компенсация;

4-  Фильтрация гармоник:

0 - без  фильтров;

5 – Дополнительные опции;

А – дистанционный контроль и управление;

М -  возможность расширения модулей КРМ;

6 – Номинальное напряжение,  кВ;

7– Количество ступеней конденсаторной установки;

8 – Мощность наименьшей ступени, кВАр;

9 – Мощность конденсаторной установки, кВАр

10 – Степень защиты оболочки, IPxx

11 –Вид  климатического исполнения  по ГОСТ 15543.1-89

 

Отличительные особенности установки с индексом  М:

- КРМ состоит из  MASTERи необходимого  количества SLAVE  модулей;

- конструктивно  MASTERи SLAVE   модули  аналогичны, за исключением наличия в модуле  MASTERрегулятора  реактивной мощности;

-возможность перекоммутации межпанельных  соединений,  с целью изменения   конфигурации установки.

Примечание:Для конденсаторных  установок содержащих  фильтрующие дроссели резонансной цепи,  структура  условного  обозначения  не  отличается  от структуры  для обычных  компенсаторов   реактивной мощности. Наличие или отсутствие  дросселей указывается  при заполнении опросного листа и  согласовывается с Заказчиком.

 

Условия эксплуатации Конденсаторных установок

Установки КРМ1(0)-0,4 предназначены для  установки   и эксплуатации в закрытых  помещениях  при нормальных  условиях, в районах с умеренным и  холодным климатом:

- температура  окружающей среды от -10 до +30

- окружающая среда - не взрывоопасная, не содержащая  токопроводящей пыли, агрессивных  газов и  паров, разрушающих  металлы и  изоляцию.

- высота над  уровнем моря не  более 1000 м.

Установки КРМ1 соответствуют  требованиям: ГОСТ 22789-94, ГОСТ 27389-87, ПУЭ и ТУУ32.1-30916849.004-2003

 

Конденсаторные установки комплектуются: 

Конденсаторы

- производитель «EPCOS» «Elektronicon»

- внутренняя структура: самовосстанавливающая металлизированная полипропиленовая пленка, конденсатор  газонаполненный, встроенный предохранитель, срабатывающий по  превышению давления в конденсаторе,

- разрядные резисторы – встроенные.

- быстроразрядные дроссели или  резисторы. 

 

Регуляторы

- производитель «EPCOS»

-число  ступеней 6,12;

-отображение действующего cosφ, тока нагрузки, напряжения, нечетных гармоник до 19-й, числа включений каждой ступени;

- интеллектуальное управление;

-самооптимизирующийся алгоритм управления;

- работа в четырех  квадрантах.

 

Контакторы

- производитель фирмы «Siemens», «АВВ», «LS», «EPCOS», «RadeKoncar»

- диапазон  мощностей 5…50кВАр (5..80 кВАр   у «АВВ»)

- максимальное число включений в час – 100…240;

- максимальное число включений в период срока службы  – 100…200 тыс.

- с токоограничивающими  резисторами уменьшающими эрозию контактов.

Для работы установки требуется  внешний трансформатор  тока. Параметры  трансформатора  тока выбирают  заказчиком, исходя  из максимального тока протекающего по кабелю в точке измерения.

 

Стандартные конденсаторные установки с контакторной коммутацией.

Конденсаторные установки соответствуют требованиям ГОСТ 27389-87.

Особенностью стандартных версий конденсаторных установок 0,4кВ, является наличие защитно-коммутационного аппарата с видимым разрывом для каждой ступени установки, а также амперметра для контроля собственного тока установки.

В стандартном варианте конденсаторные установки изготавливаются в климатическом исполнении У3.1 по ГОСТ15150-69.

Каждая конденсаторная установка в стандартной (минимальной) комплектации оснащается 6-ти (12-ти)  ступенчатым регулятором фирмы «EPCOS» «Elektronicon», обеспечивающим высокоточную работу установки с автоматической настройкой на условия эксплуатации (без участия персонала, но с возможностью корректировки), измерение гармоник тока и напряжения, а также дополнительно 2 способа ручной настройки в зависимости от требований Заказчика. Регуляторы также обеспечивают контроль тока нагрузки и также фиксацию числа срабатываний каждой ступени.

Еще одной особенностью наших установок являются их высокие эксплуатационные показатели, а именно:

- компактность – так, например, установка 100кВАр размещается в шкафу 1200х800х350;

- удобство монтажа – подключение силового кабеля к установке по согласованию с Заказчиком может выполняться как сверху, так и снизу шкафа;

- блочная компоновка установок большой мощности обеспечивает возможность набора мощности одной установки до 1000кВАр и выше.

 

Конденсаторные установкипроизводятся «свободной» конфигурации - минимальная ступень регулирования определяется при заказе на основании пожеланий каждого конкретного Заказчика, его условий эксплуатации и наших рекомендаций.

 

Кроме того, каждый Заказчик имеет возможность заказать следующие опции:

- Исполнение для наружной установки (У1 согласно ГОСТ15150-69) в шкафу со степенью защиты IP65;

- Исполнение без шкафа - для эксплуатации в существующих оболочках или за ограждениями (степень защиты IP00);

- Исполнение со встроенным блоком компенсации холостого хода питающего трансформатора;

- Исполнение со встроенным блоком суммирования для работы на две или три питающие секции;

- Исполнение с регулированием по высокой стороне питающего трансформатора;

- Быстродействующую установку на базе контакторов или тиристорных ключей для крановых нагрузок и электросварки, электроплавильных  печей, выпрямителей, инверторов, прессов, экскаваторов и т.д.;

- Исполнения для работы в условиях повышенного содержания гармоник (THD от 25 до 50%) с расстроенными и  настроенными ступенями.  

 

Смешанные конденсаторные установки с тиристорно-контакторной коммутацией.

Поскольку регулирующие ступени небольшой величины могут включаться достаточно часто (1-2 раза в минуту), их контакторы могут вырабатывать свой ресурс в 3-4 раза быстрее ступеней, работающих в базисе. Из этого следует, что применение полупроводниковых силовых коммутационных устройств существенно повысило бы как быстродействие, так и надежность эксплуатации, а также снизило бы затраты на частую замену контакторов регулирующих ступеней. Поэтому мы предлагаем так называемые смешанные конденсаторные установки, в которых 1 или 2 регулирующих ступени выполнены на полупроводниковых контакторах, а остальные ступени - обычные контакторные.

Такая компоновка позволяет при 35…50%-м увеличении цены по сравнению с полностью контакторным вариантом получить высокое быстродействие, долговечность и точность поддержания cosφ - а в конечном счете - дополнительно уменьшить оплату за реактивную энергию.

 

Быстродействующие установки

Для быстродействующих нагрузок (краны, точечная сварка, дуговые печи, электропоезда и др.) применение стандартных конденсаторных установок с временем разряда конденсаторов  порядка 1мин является неэффективным решением, поскольку обеспечит повышение cosφ в системе в среднем не выше 0,92…0,93 инд. с одновременным появлением генерации, оплачиваемой по 3-х-кратному тарифу.

Избежать этого можно путем применения полупроводниковых силовых ключей  для коммутации конденсаторов. С учетом коммутации в момент перехода тока через «ноль» отсутствует необходимость разряда конденсаторов, что обеспечивает быстродействие конденсаторной установки в пределах 0,02…1с (в зависимости от потребности). Однако, экономически выгодно применять такие конденсаторные установки в случае частоты изменений нагрузки в пределах полупериода сети, поскольку стоимость таких установок достигает 3…4 стоимости стандартных конденсаторных установок.

Поэтому, кроме применения оснащения всех или нескольких ступеней полупроводниковыми ключами, мы предлагаем также вариант контакторной установки со всеми быстродействующими ступенями. Время переключения одной и той же ступени у такой установки составляет 5…10с - это достигается путем применения специализированных разрядных устройств, обеспечивающих время разряда каждого конденсатора не 1 мин, а 3…5с.

Такая конденсаторная установка со всеми быстродействующими ступенями дороже стандартной на 30…40%, но обеспечивает при этом высокую точность поддержания косинуса, полностью исключая генерацию, что особенно важно для предприятий с большим содержанием крановой нагрузки, дуговыми печами, точечной сваркой и т.п.

Эти конденсаторные установки могут поставляться также и оснащенными дросселями, обеспечивающими  подавление высших гармонических составляющих до приемлемого уровня и безотказную длительную работу конденсаторной установки в условиях быстро изменяющихся нагрузок при содержании THD в сети Заказчика до 50%.

Конденсаторные установки с фильтрацией гармоник

 

Наличие в системе электроснабжения Заказчика преобразователей частоты без фильтров и дросселей, различных полупроводниковых устройств может служить источником появления нечетных гармонических составляющих в токах нагрузки. При поддержании cosφ в системе на уровне 0,97 и выше их наличие может привести к резонансным явлениям, вызывающим циркуляцию токов нечетных гармоник 2-3 кратной величины в колебательном контуре, образованном конденсаторной установкой компенсации и вводным трансформатором.

Как правило, это приводит к выходу из строя конденсаторов, контакторов, полупроводниковых устройств, а также может вызвать ложную работу электрических защит, а в итоге - существенные убытки из-за повреждения оборудования. Предотвратить данную ситуацию позволяет оснащение конденсаторных установок специализированными дросселями, обеспечивающими фильтрацию гармонических составляющих путем "расстройки" колебательного контура и блокирования гармонических составляющих выше 7-й, 5-й или 3-й гармоники.

Оснащение всех ступеней конденсаторных установок такими реакторами может увеличить ее стоимость в 2 раза, поэтому Заказчикам предлагается также и экономичный вариант, при котором конденсаторные установки оборудуются специальными токоограничивающими дросселями, обеспечивающими снижение воздействия гармонических составляющих на оборудование до приемлемых величин.

"Экономичные версии"

Для Заказчиков, которые стремятся максимально возможно уменьшить срок окупаемости. Наше предприятие  предлагает экономичные версии конденсаторных установок. Такие версии поставляются в бесшкафном исполнении IP00 - на специализированной раме, которая может использоваться как для навесного, так и для напольного монтажа. Бесшкафные версии предназначены для размещения в уже существующих металлоконструкциях или за сетчатым ограждением и допускают конденсаторную установку в сухих не отапливаемых электротехнических помещениях с невысоким содержанием пыли и ограниченным доступом необученного персонала.

Все остальные характеристики (в части конденсаторов, регулятора, вводного разъединителя, защитных аппаратов ступеней и др.) полностью соответствуют шкафным версиям.

По желанию Заказчика конденсаторная установка может поставляться в исполнении без вводного разъединителя (например, если на объекте она будет устанавливаться в непосредственно близости от РУ-0,4кВ или в одну из его резервных ячеек), что дополнительно уменьшит ее стоимость. Возможны так же любые варианты комплектации и их комбинации в зависимости от желания Заказчика.

Данная версия конденсаторных установокявляется оптимальной для Заказчиков, имеющих свободный шкаф или сетчатое ограждение в электротехнических помещениях ограниченного размера.

 

Конденсаторные установки высокого напряжения КРМ - 6,3 (10,5) кВ.

Высоковольтные конденсаторные установки КРМ-6,3(10,5) кВ  предназначены для повышения значения коэффициента мощности (сos φ) электроустановок промышленных предприятий и распределительных сетей напряжением 6 (10) кВ частотой  50 Гц.

Технические характеристики высоковольтных КРМ:

Таблица 6.1

Номинальное напряжение, кВ

6,3 / 10,5

Номинальная мощность, кВАр*

450…4050

Номинальная частота, Гц

50

Максимальная перегрузка по току

1,3 Iном

Максимальная перегрузка по напряжению

1,1 Uном

Рабочий температурный диапазон

-40°С - +40°С

Климатическое исполнение

У3-внутреннее

Степень защиты по ГОСТ 14254-96

IP44 (для У1)

IP21 (для У3)

* - по требованию Заказчика могут быть изготовлены установки с другими значениями мощности.

Установки состоят из вводной ячейки  и конденсаторных ячеек, количество которых зависит от номинальной мощности установок. Ячейки соединены между собой электрически сборными шинами и механически болтовыми соединениями и валами. Каждая ячейка имеет пластину для присоединения сваркой к заземляющему проводнику. Конденсаторная установка имеет болт для присоединения переносного заземляющего проводника.

В ячейке ввода размещена электрическая аппаратура (см. схему электрическую принципиальную)

Конденсаторные установки  высокого напряжения (6-10 кВ частотой 50 Гц) делятся на  регулируемые и не  регулируемые, ручные или  автоматические.