Инструменты, цифровые технологии, связь, измерения

Установки повышения коэффициента мощности и конденсаторы. Часть третья. Выбор конденсаторов для УКРМ по сроку службы и интенсивности отказов

14 сентября 2020 г. в 15:31

Завод конденсаторных установок «МИРКОН» предлагает к ознакомлению цикл статей, посвящённых конденсаторам и установкам повышения коэффициента мощности. Третья, заключительная часть, содержит общие правила выбора конденсаторов по параметрам, обеспечивающим большой срок службы и малую интенсивность отказов. Также приведены примеры расчета срока службы и интенсивности отказов конденсаторов с разным номинальным напряжением и заявленной долговечностью. С первой и второй частями цикла можно ознакомиться по ссылкам: часть первая и часть вторая.

УКРМ

Превалирующее большинство производителей конденсаторов рассчитывают референсные (базовые) значения срока службы tsl, ref и интенсивности отказов λref по стандарту IEC 61709, но рекомендуют корректировать показатели в зависимости от реальных условий эксплуатации, т.е. тех же температуры, емкости и приложенного напряжения. Исходя из простого анализа графиков, данных таблиц стандарта-руководства Министерства обороны США MIL-HDBK-217F, международных технических регламентов IEC TR 62380 и IEC 61709 (см. в статье «Установки повышения коэффициента мощности и конденсаторы. Часть вторая. Нормативные документы оценки надежности») видно, что для выхода на максимальный срок службы и минимальную интенсивность отказов нужно:

  • подбирать для установок конденсаторы с наиболее большим базовым tsl,ref (и минимальным λref);
  • паковать конденсаторные батареи конденсаторами и сборками конденсаторных элементов с минимально возможной емкостью, поскольку уже в интервале 40 — 200 мкФ фактор πс составляет 1.4-1.6;
  • обеспечивать конденсаторам в установке рабочую температуру менее 40 °С (оптимально 30) и напряжение не выше 0.5 номинального даже в ущерб потери эффективности по генерируемой мощности.

Важно: долговечность пленочных конденсаторов сильно зависит от приложенного напряжения, и снижение номинальных значений напряжения является наиболее эффективным способом увеличения срока службы и снижения средней наработки на отказ. Обеспечить рабочую температуру конденсаторов в шкафу установки на уровне 35 градусов Цельсия реально, если:

  • в УКРМ интегрирована система принудительной вентиляции или кондиционирования;
  • УКРМ управляет интеллектуальный контроллер, регулирующий температуру с помощью системы вентиляции по показаниям датчиков;
  • между конденсаторами при монтаже обеспечен необходимый зазор (не менее 50 мм) или используются конденсаторные сборки с двойным корпусом и зазором по инструкции производителя.

Тогда, например, конденсаторы емкостью 150 мкФ с заявленной долговечностью (tsl, ref) 300000 часов при температуре класса -40/55 °С (максимальная средняя в течение года 35 градусов):

  • Номинальным напряжением 850 В будут иметь факторы:
    - температуры πt — 1.0,
    - емкости πс — 1.5,
    - напряжения (380/850=0.45) πv — 1.0 по IEC 61709 (1.25 по MIL-HDBK-217F),
    - tsl=300000·1/1.0·1/1.5·1/1.0 = 200000 часов (по MIL-HDBK-217F tsl=300000·1/1.0·1/1.5·1/1.25=160000 часов).
    Это 8333 суток, 278 месяцев или 23 года непрерывной работы (по MIL-HDBK-217F — 6667 суток, 222.2 месяца и 18.5 лет непрерывной работы).
  • Номинальным напряжением 525 В будут иметь факторы:
    - температуры πt — 1.0,
    - емкости πс — 1.5,
    - напряжения (380/525=0.72) πv — 2.2 по IEC 61709 (3.6 по MIL-HDBK-217F),
    - tsl=300000·1/1.0·1/1.5·1/2.2=90909 часов (по MIL-HDBK-217F tsl=300000·1/1.0·1/1.5·1/3.6=55556 часов).
    Это 3788 суток, 126 месяцев или 6.4 года непрерывной работы (по MIL-HDBK-217F — 2315 суток, 77 месяцев и 18.5 лет непрерывной работы).
  • Номинальным напряжением 440 В будут иметь факторы:
    - температуры πt — 1.0,
    - емкости πс — 1.5,
    - напряжения (380/440=0.86) πv — 3.6 по IEC 61709 (7.0 по MIL-HDBK-217F),
    - tsl=300000·1/1.0·1/1.5·1/3.6 = 55556 часов (по MIL-HDBK-217F tsl=300000·1/1.0·1/1.5·1/7.0=28571 часов).
    Это 2314 суток, 77 месяцев или 6.4 года непрерывной работы (по MIL-HDBK-217F — 1190 суток, 39.7 месяца и 3.3 года непрерывной работы).

В то же время конденсаторы той же емкости и работающие при той же температуре класса -40/55 °С (максимальная средняя в течение года 35 градусов), но с заявленной долговечностью (tsl, ref) 130000 часов:

  • Номинальным напряжением 850 В будут иметь факторы:
    - температуры πt — 1.0,
    - емкости πс — 1.5,
    - напряжения (380/850=0.45) πv — 1.0 по IEC 61709 (1.25 по MIL-HDBK-217F),
    - tsl=130000·1/1.0·1/1.5·1/1.0=86000 часов (по MIL-HDBK-217F tsl=130000·1/1.0·1/1.5·1/1.25=68800 часов).
    Это 3583 суток, 119.4 месяцев или 9.95 лет непрерывной работы (по MIL-HDBK-217F — 2867 суток, 95.6 месяца и 7.96 лет непрерывной работы).
  • Номинальным напряжением 525 В будут иметь факторы:
    - температуры πt — 1.0,
    - емкости πс — 1.5,
    - напряжения (380/525=0.72) πv — 2.2 по IEC 61709 (3.6 по MIL-HDBK-217F),
    - tsl=130000·1/1.0·1/1.5·1/2.2=39091 часов (по MIL-HDBK-217F tsl=130000·1/1.0·1/1.5·1/3.6=23889 часов).
    Это 1629 суток, 54.29 месяцев или 4.5 года непрерывной работы (по MIL-HDBK-217F — 995 суток, 33.2 месяца и 2.76 года непрерывной работы).
  • Номинальным напряжением 440 В будут иметь факторы:
    - температуры πt — 1.0,
    - емкости πс — 1.5,
    - напряжения (380/440=0.86) πv — 3.6 по IEC 61709 (7.0 по MIL-HDBK-217F),
    - tsl=130000·1/1.0·1/1.5·1/3.6=39091 часов (по MIL-HDBK-217F tsl=130000·1/1.0·1/1.5·1/7.0=12285.6 часов).
    Это 1629 суток, 54.29 месяцев или 4.5 года непрерывной работы (по MIL-HDBK-217F — 511.9 суток, 17.1 месяца и 1.42 года непрерывной работы).

Вместе с тем, интенсивность отказов конденсаторов (по MIL-HDBK-217F):

  • Номинальным напряжением 850 с фактором напряжения (по MIL-HDBK-217F) πv=1.25-λ=0.00051·1.0·1.5·1.25/10-6=0.00096·10-6=0.01*10-7 1/ч, а это в 50 раз меньше порога, установленного в СТО 34.01-3.2.11-012-2017 ПАО «Россети» (интенсивность отказов конденсаторов после приработки не более 0.5·10-7 1/ч).
  • Номинальным напряжением 525 с фактором напряжения (по MIL-HDBK-217F) πv=3.6-λ=0.00051·1.0·1.5·3.6/10-6=0.0023·10-6=0.02*10-7 1/ч, а это в 25 раз меньше порога, установленного в СТО 34.01-3.2.11-012-2017 ПАО «Россети»;
  • Номинальным напряжением 440 с фактором напряжения (по MIL-HDBK-217F) πv=7.0-λ=0.00051·1.0·1.5·7.0/10-6=0.0045·10-6=0.05·10-7 1/ч, а это в 10 раз меньше порога, установленного в СТО 34.01-3.2.11-012-2017 ПАО «Россети».

Источник: Завод конденсаторных установок «МИРКОН»

👉 Подписывайтесь на Elec.ru. Мы есть в Телеграм, ВКонтакте и Одноклассниках

Информация о компании

Завод конденсаторных установок «МИРКОН» осуществляет полный цикл мероприятий по вопросам компенсации реактивной мощности.
Читайте также
Новости по теме
Объявления по теме

ПРОДАМ: Конденсатор КС2-0, 38-50-3У3

Продаем конденсаторы КС2-0,38-50-3У3. Имеются в наличии конденсаторы типа КС2; КЭ2; КЭК2; КЭС2; КММ2; КЭП2. Для повышения коэффициента мощности электроустановок в сетях переменного тока частоты 50 Гц. В том числе и для комплектации конденсаторных установок.
Смолин Евгений · ПО Техника · 17 мая · Россия · Пермский край
Конденсатор КС2-0, 38-50-3У3

ПРОДАМ: Конденсатор КС2-1.05-75-2У3

Косинусные конденсаторы типа КЭ2, КС2, КЭС2, КЭП2, КЭК2, КМ2. Для повышения коэффициента мощности электроустановок в сетях переменного тока частоты 50 Гц. В том числе и для комплектации конденсаторных установок. Размеры корпуса (длина*ширина*высота) 380*120*650 Высота с выводами 729 мм. Мощность 36 — 150 кВАр. Напряжение 0,38 — 10,5 кВ. Частота — 50 Гц. Масса не более 60 кг.
Смолин Евгений · ПО Техника · 16 мая · Россия · Пермский край
Конденсатор КС2-1.05-75-2У3

ПРОДАМ: Конденсатор КС2-0, 5-36-2У3

Предлагаем конденсаторы КС2-0,5-36-2У3. Косинусные конденсаторы типа КС2; КЭ2; КЭК2; КЭП2. Для повышения коэффициента мощности электроустановок в сетях переменного тока частоты 50 Гц. В том числе и для комплектации конденсаторных установок.
Смолин Евгений · ПО Техника · 17 мая · Россия · Пермский край
Конденсатор КС2-0, 5-36-2У3

ПРОДАМ: Конденсатор КС2-0, 38-50-3У3; КЭ2-0, 38-36-3У3; КЭК2-0, 4-67-3У3.

Косинусный конденсатор типа КС2-0,38-50-3У3; КЭ2-0,38-36-3У3; КЭК2-0,4-67-3У3. Комплексная поставка различных силовых электрических конденсаторов типа КЭ2, КС2, КЭС2, КЭП2, КЭК2 (наполнитель - экологически безопасная пропитывающая жидкость). Для повышения коэффициента мощности электроустановок в сетях переменного тока частоты 50 Гц. В том числе и для комплектации конденсаторных установок. Размеры корпуса (длина*ширина*высота) 380*120*650 Высота с выводами 729 мм. Мощность – от 26 до 150 кВАр. Напряжение от 0,38 -10,5 кВт В. Частота - 50 Гц. Масса не более 60 кг.
Смолин Евгений · ПО Техника · 20 мая · Россия · Пермский край
Конденсатор КС2-0, 38-50-3У3; КЭ2-0, 38-36-3У3; КЭК2-0, 4-67-3У3.

ПРОДАМ: Контакторы, Пускатели конденсаторные для конденсаторных установок КРМ

Контакторы, Пускатели конденсаторные для конденсаторных установок КРМ к поставке от производителя ГК ЭТАЛОН в диапазоне мощностей до 3000 кВАр и более, как на низкое напряжение: 0.23 кв, 0.4 кВ, 0.69 кв, так и на высокое: 6 кВ, 10 кВ, 35 кВ, 110 кВ. Климатическое исполнение установок ХЛ1, УХЛ3, УХЛ4, У1, У3 — по требованию Заказчика. На заметку покупателю! По отдельному требованию заказчика возможно изготовление установок на другие значения мощности, степени защиты и др. Контактор, пускатель конденсаторный 0,46 кВАр; Контактор, пускатель конденсаторный 0,55 кВАр; Контактор, пускатель конденсаторный 0,83 кВАр; Контактор, пускатель конденсаторный 1 кВАр; Контактор, пускатель конденсаторный 1,5 кВАр; Контактор, пускатель конденсаторный 1,66 кВАр; Контактор, пускатель конденсаторный 2 кВАр; Контактор, пускатель конденсаторный 2,5 кВАр; Контактор, пускатель конденсаторный 2,76 кВАр; Контактор, пускатель конденсаторный 3 кВАр; Контактор, пускатель конденсаторный 3,33 кВАр; Контактор, пускатель конденсаторный 4 кВАр; Контактор, пускатель конденсаторный 4,16 кВАр; Контактор, пускатель конденсаторный 5 кВАр; Контактор, пускатель конденсаторный 5,55 кВАр; Контактор, пускатель конденсаторный 6 кВАр; Контактор, пускатель конденсаторный 6,25 кВАр; Контактор, пускатель конденсаторный 7 кВАр; Контактор, пускатель конденсаторный 7,5 кВАр; Контактор, пускатель конденсаторный 8 кВАр; Контактор, пускатель конденсаторный 9 кВАр; Контактор, пускатель конденсаторный 10 кВАр; Контактор, пускатель конденсаторный 12,5 кВАр; Контактор, пускатель конденсаторный 15 кВАр; Контактор, пускатель конденсаторный 16,7 кВАр; Контактор, пускатель конденсаторный 18 кВАр; Контактор, пускатель конденсаторный 20 кВАр; Контактор, пускатель конденсаторный 22,5 кВАр; Контактор, пускатель конденсаторный 24 кВАр; Контактор, пускатель конденсаторный 25 кВАр; Контактор, пускатель конденсаторный 30 кВАр; Контактор, пускатель конденсаторный 33,3 кВАр; Контактор, пускатель конденсаторный 35 кВАр; Контактор,...
Иванов Сергей · ООО "ГК "ЭТАЛОН" · Вчера · Россия · г Санкт-Петербург
Контакторы, Пускатели конденсаторные для конденсаторных установок КРМ
Компания LEDVÁNCE — один из ведущих мировых производителей осветительной техники: традиционных источников света, энергоэффективных светодиодных ламп, светильников, инновационных светотехнических решений для «умного дома». Продукция компании предназначена как для профессионального, специализированного применения, так и для конечного потребителя.