Компенсация реактивной мощности с помощью силовых косинусных конденсаторов

Опубликовано: 25 марта 2013 г. в 11:46, 832 просмотраКомментировать

Компенсирующие (или косинусные) конденсаторы традиционно лидируют по объемам производства и продаж в сравнении с другими типами силовых конденсаторов (сглаживающих (фильтрующих), демпферных (снабберных), импульсных и конденсаторов для асинхронных двигателей переменного тока) и регламентируются рядом отечественных и международных стандартов (ГОСТ 1282-88, DIN EN 60143-1, DIN EN 61921, VDE 0560-42:2004-12, VDE 0560-700:2004-02, в силовой электронике — DIN EN 61071; VDE 0560-120:2008, электроэнергетике — DIN IEC 62146, VDE 0560-50:2003).

Несмотря на значительный пакет нормативно-правовых актов, регулирующих производство конденсаторов и их использование, следует отметить определенную некорректность концепции силовых конденсаторов у конечных потребителей. Как правило, силовые косинусные конденсаторы ассоциируются с сетями высокого напряжения, хотя de facto основные сферы применения, как единичных конденсаторов, так и конденсаторных батарей — сети низкого (220, 380, 600 В и т.д.) и среднего напряжения (3, 6, 10, 15, 20 и 30 кВ), параметры которых de jure определены по согласованию VDE (Verband Deutscher Elektrotechniker), IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers), CENELEC (Comité Européen de Normalisation Électrotechnique), ETSI (European Telecommunications Standards Institute) и IEC (International Electrotechnical Commission).

Компенсирующие конденсаторы

Причем в России с ее спецификой нового подхода к определению границ балансовой принадлежности сетей различного напряжения и прав/ответственности их реальных/формальных владельцев, компенсация реактивной мощности пока и далеко не в требуемых объемах используется преимущественно в сетях (и на границах сетей) 0.4, 6.3 (10.5), 110 (35) кВ (0.4/6.3 кВ, 10.5 (6.3) /110 (35) кВ), а в сетях высокого (60 и 110 кВ) и сверхвысокого (extra-high) напряжения (220, 380, 500, 700 и 1150 кВ) в основном применяются другие технологии компенсации реактивной мощности.

Основные критерии необходимости компенсации реактивной мощности

Для нормальной работы электрической нагрузки (асинхронные электродвигатели, сварочное оборудование, дуговые печи, осветительные приборы в потребительских сетях 0.4, иногда 6.3 (10.5) кВ) и/или нормального функционирования сегментов и целых сетей наряду с активной (или полезной) мощностью (кВт) необходима передача определенных объемов реактивной мощности (кВА), идущей на возбуждение обмоток трансформаторов и двигателей, компенсацию электрических/электромагнитных потерь и т.д., а в целом — на повышение качества передаваемой электроэнергии до уровня, установленного стандартами и обеспечивающего долговечную и бесперебойную работу электрического оборудования.

Упрощенно эффективность работы и живучесть электрических сетей и их отдельных сегментов определяется уровнем отношения активной составляющей мощности к общей поставляемой/потребляемой мощности (cosφ). Т.е. по факту чем больше cosφ, тем более эффективна энергосеть по качественным/количественным (надежность, живучесть, стабильность напряжения/тока и т.д.) критериям, а также экономическим показателям (снижение объемов транспортируемой полной мощности за счет увеличения доли активной составляющей, уменьшение затрат на реновацию/замену сетей/участков сетей/оборудования благодаря повышению качества поставляемой энергии и нормальному функционированию сетей/оборудования).

Так, например, при передаче в трехфазной сети 0.4 кВ активной (потребляемой по расчету) мощности объемом 500 кВт при cosφ=1 транспортируется ток 722 А, а при cosφ=0.6 — уже 1203 А, что может привести к перегрузке оборудования по току и обусловит существенное повышение электрических потерь, нагрев токоведущих элементов сети и т.д. (снижение cosφ с 1 до 0.6 увеличивает рассеиваемую мощность в среднем на 180%).

Косинусные конденсаторы и конденсаторные батареи для повышения коэффициента мощности

На текущий момент выделяют несколько условных групп косинусных конденсаторов для повышения коэффициента мощности, основными из которых являются:

  • вакуумные конденсаторы с техническим вакуумом давления 10 в (-7) степени Torr в качестве диэлектрика;
  • Компенсирующие конденсаторы
  • электролитические конденсаторы;
  • SF6 конденсаторы с диэлектриком гексафторидом серы под давлением 3-7 бар;
  • керамические конденсаторы;
  • Компенсирующие конденсаторы
  • пленочные конденсаторы (сухие, с пропиткой/наполнением маслом или с наполнением инертным газом для защиты электродов).
Компенсирующие конденсаторы

Причем сегмент силовых конденсаторов (leichstungs-kondensatoren) для напряжений от 0.4 до 100 кВ в большей степени формируют пленочные конденсаторы — фольговые, металлизированные и фольгово-металлизированные с диэлектриком из бумаги, полимерной пленки или комбинаций бумага/полимерная пленка.

Компенсирующие конденсаторы

Вне зависимости от типа (по DIN 41 379 и DIN IEC 60384 — см. таблицу ниже) пленочные конденсаторы подбираются для компенсации реактивной мощности по нескольким базовым параметрам:

Таблица. Типы пленочных конденсаторов по конструкции и диэлектрику

Диэлектрик

Международная аббревиатура диэлектрика

Тип конденсатора по европейским техническим регламентам и DIN 41379

Фольговые (Folkos)

Металлизированные

Комбинированные

Бумага (Papier)

Р

 

МР

 

Полиэтилентерефталат, полиэстер (Polyethylenterephthalat, Polyester)

PET

(F)KT

MKT; MKS

MFT

(фольгово-металлизированные)

Полиэтиленнафталат (Polyethylennaphtalat)

PEN

(F)KN

MKN

 

Полиэтиленсульфид (Polyphenylensulfid)

PPS

(F)KI

MKI

 

Полипропилен (Polypropylen)

PP

(F)KP

MKP

MFP (фольгово-металлизированные)

Полистирол (Polystyrol)

PS

KS

 

 

Ацетат целлюлозы (Celluloseacetat)

CA

(F)KU

MKU

 

Поликарбонат (Polycarbonat)

PC

(F)KC

MKC

 

Многослойные со смешанным (Misch-Dielektrika) диэлектриком (металлизированной бумагой и полимером)

Р и РР (в основном с полипропиленом)

 

 

MKV (с металлизированной с двух сторон бумагой), MPK (с металлизированной с одной стороны бумагой)

  • номинальному напряжению (с учетом фактора расстройки) и емкости, рассчитываемой по формуле Qс = P*F, где Qс емкость для компенсации реактивной мощности, Р — усредненное значение потребляемой нагрузкой активной мощности, F — табличный коэффициент пересчета для повышения cosφ в существующей сети/участке сети до требуемого значения;
  • максимальному току с учетом коэффициента запаса 1.3 по IEC 60831;
  • стойкости к импульсным токам по IEC 60831 (5000 коммутаций в год при импульсных (кратковременных) токах 100 ... 400 номинального значения);
  • эксплуатационной температуре согласно IEC 60831-1;

Таблица. Температурные классы косинусных конденсаторов по IEC 60831-1

Класс по IEC 60831-1

Максимальная температура окружающего воздуха

Максимальное среднее значение температуры в течение 24 ч

Максимальное среднее значение температуры в течение 1 года

В

45°C

35°C

25°C

С

50°C

40°C

30°C

D

55°C

45°C

35°C

  • требуемому уровню защиты от внешних воздействий;

Таблица. Защита IP конденсаторов (корпусов) от воздействия твердых частиц и влаги по EN60529

IP

Защита от проникновения твердых частиц (1 цифра)

Защита от проникновения влаги (2 цифра)

IP00

Нет

Нет

IP10

От частиц диаметром ≥ 50 мм

Нет

IP20

От частиц диаметром ≥ 20 мм

Нет

IP30

От частиц диаметром ≥ 2.5 мм

Нет

IP40

От частиц диаметром ≥ 1 мм

Нет

IP41

От частиц диаметром ≥ 1 мм

От капель

IP54

От частиц диаметром менее 1 мм

От разбрызгивания

IP65

Полная защита от мелкодисперсной пыли

От сильных струй

    Компенсирующие конденсаторы
  • вибростойкости согласно DIN IEC 682-6;
  • уровню защиты от перенапряжений и коротких замыканий. Приоритетными являются Self-Healing (самовосстанавливающиеся после пробоя) конденсаторы;
  • наличию/отсутствию предохранительных элементов от перегрузки.

Информация о компании

Нюкон, ООО
Конденсаторный завод «Нюкон» производит: моторные, светотехнические, косинунсные и силовые конденсаторы. На базе завода работает цех производства шкафов УКРМ и АУКРМ. Продукция завода сертифицирована, обладает стабильно высоким качеством, и пользуется постоянным спросом не только в России, но и за рубежом. Отличительной чертой завода являются не только клиентоориентированые цены, но и быстрые сроки выполнения заказов. Будем рады Вашему обращению в нашу Компанию.

Рекомендуем почитать

Комментировать

    Еще никто не оставил комментариев.

Для того чтобы оставлять комментарии Вам необходимо зарегистрироваться либо авторизоваться на сайте.