Конденсаторы для компенсации реактивной мощности

Опубликовано: 27 февраля 2013 г. в 12:22, 2781 просмотрКомментировать

силовые конденсаторы

Косинусные конденсаторы и другие силовые конденсаторы в международном нормативно-правовом поле. Пленочные косинусные конденсаторы для коррекции коэффициента мощности. Расчет необходимой емкости косинусных конденсаторов.

Конденсаторы для компенсации реактивной мощности (компенсационные конденсаторы или косинусные конденсаторы) (DIN EN 61921, VDE 0560-700:2004-02), в том числе самовосстанавливающиеся пленочные (ГОСТ 27390-87, DIN EN 60831, VDE 0560-46:2003) формируют наиболее емкий сегмент силовых конденсаторов (DIN EN 60143-1, VDE 0560-42:2004-12), используемых в силовой электронике (DIN EN 61071; VDE 0560-120:2008) и электроэнергетике, в том числе в сетях высокого напряжения (DIN IEC 62146, VDE 0560-50:2003).

На текущий момент из-за отсутствия четкой формализации существуют концептуальные разногласия обозначения пределов среднего, высокого и сверхвысокого (extra-high) напряжения у немецкого VDE (Verband Deutscher Elektrotechniker), международного IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers — Институт инженеров по электротехнике и электронике), европейских CENELEC (Comité Européen de Normalisation Électrotechnique — Европейский комитет электротехнической стандартизации), ETSI (European Telecommunications Standards Institute — Европейский институт по стандартизации в области телекоммуникаций) и IEC (International Electrotechnical Commission — международная электротехническая комиссия МЭК). Пока установлены компромиссные параметры сетей среднего напряжения (3, 6, 10, 15, 20 и 30 кВ), высокого напряжения (60 и 110 кВ) и сверхвысокого напряжения (220, 380, 500, 700 и 1150 кВ). К силовым конденсаторам кроме компенсирующих (косинусных) конденсаторов (ГОСТ 1282-88) относят сглаживающие (фильтрующие) конденсаторы, устанавливаемые в цепях выпрямленного тока параллельно нагрузке, демпферные (снабберные) и импульсные конденсаторы, а также конденсаторы для двигателей переменного тока (асинхронных двигателей).

силовые конденсаторы

Среди силовых конденсаторов выделяют вакуумные конденсаторы (с диэлектриком — техническим вакуумом давления 10 в (-7) степени Torr), SF6 конденсаторы (диэлектрик — гексафторид серы под давлением 3-7 бар), керамические конденсаторы и пленочные конденсаторы (фольговые, металлизированные, фольгово-металлизированные с диэлектриком из бумаги, полимерной пленки или комбинации бумаги и полимерной пленки).

Наибольшее распространение в системных решениях компенсации реактивной мощности получили пленочные конденсаторы, отличающиеся от вакуумных, SF6 и керамических конденсаторов большей живучестью благодаря способности к самовосстановлению при пробое пленочного электрода (фольги, металлизированного покрытия).

силовые конденсаторы
Пленочные косинусные конденсаторы для коррекции коэффициента мощности

Первые пленочные косинусные конденсаторы изготавливались из слоев бумаги, пропитанной изоляционным маслом (до 1984 года — полихлорированным дифенилом PCB) и фольги, были довольно громоздкими и ненадежными. Большей компактности, а также надежности благодаря самовосстановлению при пробое удалось добиться в металлизированных бумажных конденсаторах (аббревиатура MP) с электродами – металлизированным покрытием по диэлектрику — бумаге, по сути, конденсаторных блоках из нескольких конденсаторных элементов в едином корпусе, соединенных последовательно. После II мировой войны с развитием синтетических материалов бумагу в фольговых и металлизированных конденсаторах стали заменять полимерными пленками — более тонкими благодаря большей электрической прочности диэлектрика (электрическая прочность пропитанной бумаги около 100 V / µm, полипропилена 650 V / µm, полиэтилентерефталата, полиэстера 580 V / µm, полиэтиленнафталата 500 V / µm).

На текущий момент сегмент пленочных конденсаторов формируют (типы по европейским техническим регламентам и DIN 41379):

  • металлизированные бумажные (аббревиатура типа МР) (в ограниченном количестве и в основном благодаря тому, что производство конденсаторов такого типа менее затратное);
  • силовые конденсаторы
  • конденсаторы с диэлектриком из полиэтилентерефталата, полиэстера (Polyethylenterephthalat, Polyester — PET) — фольговые (аббревиатура типа (F)KT), металлизированные (аббревиатура типа MKT или MKS), комбинированные фольгово-металлизированные (аббревиатура типа MFT);
  • конденсаторы с диэлектриком из полиэтиленнафталата (Polyethylennaphtalat — PEN) — фольговые (аббревиатура типа (F)KN) и металлизированные (аббревиатура типа MKN);
  • конденсаторы с диэлектриком из полиэтиленсульфида (Polyphenylensulfid — PPS) — фольговые (аббревиатура типа (F)KI) и металлизированные (аббревиатура типа MKI);
  • конденсаторы с диэлектриком из полипропилена (Polypropylen – РР) — фольговые (аббревиатура типа (F)KР), металлизированные (аббревиатура типа MKР), комбинированные фольгово-металлизированные (аббревиатура типа MFР);
  • силовые конденсаторы силовые конденсаторы
  • конденсаторы с диэлектриком из поликарбоната (Polycarbonat — РС) — фольговые (аббревиатура типа (F)KС) и металлизированные (аббревиатура типа MKС);
  • конденсаторы с диэлектриком из ацетата целлюлозы (Celluloseacetat — СА) — фольговые (аббревиатура типа (F)KU) и металлизированные (аббревиатура типа MKU);
  • многослойные конденсаторы со смешанным (Misch-Dielektrika) диэлектриком (металлизированной бумагой и полимером — полипропиленом) — с бумагой, металлизированной с двух сторон (аббревиатура типа MKV) или с одной стороны (аббревиатура типа МРК).

силовые конденсаторы силовые конденсаторы

Выбор того или иного диэлектрика для производства конденсатора в целом определяется электрическими и теплофизическими свойствами материала, а также доступностью пленки нужной толщины и размеров, поскольку производство полимерных пленок для конденсаторов по факту монополизировано несколькими крупными компаниями и высококачественные пленки поставляются на международный рынок под торговыми марками/брендами: Hostaphan®, Mylar® — полиэтилентерефталат и полиэстер, Kaladex® — полиэтиленнафталат, Torelina® — полиэтиленсульфид, Treofan® — полипропилен, Teflon® — политетрафторэтилен, Styroflex® — полистирол, Makrofol® — поликарбонат и т.д.

Таблица. Свойства полимерных пленок — диэлектриков пленочных конденсаторов.

Свойства

Материал

Полиэтилентерефталат, полиэстер

PET

Полиэтиленнафталат

PEN

Полиэтиленсульфид

PPS

Полипропилен

PP

Диэлектрическая проницаемость при 1 кГц

3,3

3,0

3,0

2,2

Минимальная толщина пленки в микронах

0,7

0,9

1,2

3,0

Поглощение влаги, %

низкое

0,4

0,05

<0,1

Электрическая прочность, В / мкм

580

500

470

650

Номинальное напряжение (постоянный ток), В

50 ... 1000

16 ... 250

16 ... 100

40 ... 2000

Диапазон емкости

100 пФ ... 22 мкФ

100 пФ ... 1 мкФ

100 пФ ... 0.47мкФ

100 пФ ... 10 мкФ

Максимальная рабочая температура, ° C

125/150

150

150

105

ΔC/C в диапазоне температур, %

± 5

± 5

± 1,5

± 2,5

Тангенс угла диэлектрических потерь (× 10-4)

при 1 кГц

50 ... 100

42 ... 80

2 ... 15

1 ... 5

при 10 кГц

110 ... 150

54 ... 150

2.5 ... 25

2 ... 8

на частоте 100 кГц

170 ... 300

120 ... 300

12 ... 60

2 ... 25

при 1 МГц

200 ... 350

-

18 ... 70

4 ... 40

Постоянная времени R Iso · C, сек

при 25 ° C

≥ 10000

≥ 10000

≥ 10000

≥ 100,000

при 85 ° C

1000

1000

1000

10000

Диэлектрическая абсорбция, %

0,2 ... 0,5

1 ... 1,2

0,05 ... 0,1

0,01 ... 0,1

Макс спец.емкость, нФ * В / мм 3

400

250

140

50

Расчет необходимой емкости косинусных конденсаторов.

Косинусные конденсаторы при групповой или централизованной компенсации реактивной мощности, а также в большинстве случаев индивидуальной компенсации используются в конденсаторных батареях. Как правило, батарея статических конденсаторов рассчитывается по максимальной необходимой емкости Qс исходя из средней активной мощности Р, потребляемой нагрузкой и расчетного коэффициента cosφ1 на участке/или в сети, требующей коррекции коэффициента мощности до значения cosφ2:

Qс = P • F

Значение коэффициента пересчета находится по таблице для значений существующего cosφ1 и требуемого после коррекции коэффициента мощности cosφ2.

Таблица. Коэффициент пересчета при коррекции коэффициента мощности cosφ

 

Коэффициент пересчета F

cosφ1

cosφ2

 

0,70

0,75

0,80

0,85

0,90

0,92

0,94

0,96

0,98

1,00

0,20

3,879

4,017

4,149

4,279

4,415

4,473

4,536

4,607

4,696

4,899

0,25

2,853

2,991

3,123

3,253

3,389

3,447

3,510

3,581

3,670

3,873

0,30

2,160

2,298

2,430

2,560

2,695

2,754

2,817

2,888

2,977

3,180

0,35

1,656

1,795

1,926

2,057

2,192

2,250

2,313

2,385

2,473

2,676

0,40

1,271

1,409

1,541

1,672

1,807

1,865

1,928

2,000

2,088

2,291

0,45

0,964

1,103

1,235

1,365

1,500

1,559

1,622

1,693

1,781

1,985

0,50

0,712

0,85

0,982

1,112

1,248

1,306

1,369

1,440

1,529

1,732

0,55

0,498

0,637

0,768

0,899

1,034

1,092

1,156

1,227

1,315

1,518

0,60

0,313

0,451

0,583

0,714

0,849

0,907

0,97

1,042

1,130

1,333

0,65

0,149

0,287

0,419

0,549

0,685

0,743

0,806

0,877

0,966

1,169

0,70

 

0,138

0,27

0,4

0,536

0,594

0,657

0,729

0,817

1,020

0,75

 

 

0,132

0,262

0,398

0,456

0,519

0,59

0,679

0,882

0,80

 

 

 

0,13

0,266

0,324

0,387

0,458

0,547

0,75

0,85

 

 

 

 

0,135

0,194

0,257

0,328

0,417

0,62

0,90

 

 

 

 

 

0,058

0,121

0,193

0,281

0,484

0,95

 

 

 

 

 

 

 

0,037

0,126

0,329

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.