Statické kondenzátory pro kompenzaci jalového výkonu

Statické kondenzátory se nejvíce používají v průmyslových podnicích jako prostředek kompenzace jalového výkonu.Hlavní výhody statických kondenzátorů pro kompenzaci jalového výkonu jsou:

1) drobné ztráty činného výkonu ležící v rozmezí 0,3-0,45 kW na 100 kvar;

2) nepřítomnost rotujících částí a relativně nízká hmotnost instalace s kondenzátory, a v tomto ohledu není potřeba základ; 3) více jednoduchá a levná obsluhaz jiných kompenzačních zařízení; 4) možnost zvýšení nebo snížení instalovaného výkonu v závislosti na potřebě; 5) možnost instalace statických kondenzátorů na libovolném místě sítě: na jednotlivých elektrických přijímačích, na skupinách v dílnách nebo velkých bateriích. Kromě toho porucha jednotlivého kondenzátoru, pokud je správně chráněn, obvykle neovlivní činnost celého kondenzátoru. Klasifikace a technické vlastnosti statických kondenzátorů pro kompenzaci jalového výkonu Statické kondenzátory se klasifikují podle následujících kritérií: jmenovité napětí, počet fází, typ instalace, typ impregnace, celkové rozměry. Pro kompenzaci jalového výkonu střídavých elektrických instalací s frekvencí 50 Hz vyrábí domácí průmysl kondenzátory pro tato jmenovitá napětí: 220 — 10500 V. Kondenzátory s napětím 220-660 V jsou k dispozici jak v jednofázové, tak v třífázové (úseky zapojené do trojúhelníku) a kondenzátory s napětím 1050 V a vyšším jsou k dispozici pouze jednofázové. Kondenzátory s možností provedení třífázových kondenzátorových jednotek s napětím 3,6 a 10 kV se schématem zapojení do hvězdy. Kondenzátory o napětí 1050, 3150, 6300 a 10500 V se používají k výrobě třífázových kondenzátorových jednotek o napětí 1, 3, 6 a 10 kV s zapojením do trojúhelníku. Stejné kondenzátory se používají ve vyšších napěťových kondenzátorových bankách. V závislosti na typu instalace lze vyrobit kondenzátory se všemi jmenovitými napětími pro venkovní i vnitřní instalace. Kondenzátory pro vnější instalace se vyrábí s vnější izolací (koncové izolátory) pro napětí minimálně 3150 V. Podle druhu impregnace se kondenzátory dělí na kondenzátory napuštěné minerálním (ropným) olejem a kondenzátory napuštěné syntetickým kapalným dielektrikem. Velikostně jsou kondenzátory rozděleny do dvou rozměrů: první o rozměrech 380x120x325 mm, druhý o rozměrech 380x120x640 mm. Typy a označení statických kondenzátorů pro kompenzaci jalového výkonu Statické kondenzátory se vyrábí v typech: KM, KM2, KMA, KM2A, KS, KS2, KSA, KS2A a klasifikační znaky se promítají do alfanumerického označení typu. Písmena a čísla znamenají: K — «kosinus», M a C — impregnované minerálním olejem nebo syntetickým kapalným dielektrikem, A — verze pro vnější instalaci (bez písmene A — pro vnitřní), 2 — verze v případě druhé velikosti (bez číslo 2 — v případě prvního rozměru). Po označení typu jsou kondenzátory označeny čísly Jmenovité napětí kondenzátor (kV) a jmenovitý výkon (kvar). Například: KM-0,38-26 znamená "kosinusový" kondenzátor (pro kompenzaci jalového výkonu v síti střídavého proudu o frekvenci 50 Hz), napuštěný minerálním olejem, pro vnitřní instalaci, první rozměr, pro napětí 380 V, o výkonu 26 kvar; KS2-6,3-50-«kosinus», napuštěná syntetickou kapalinou, druhá velikost, pro vnitřní instalaci, pro napětí 6,3 kV, výkon 50 kvar.

Statické kondenzátorové zařízení pro kompenzaci jalového výkonu

Hlavními konstrukčními prvky kondenzátorů jsou nádrž s izolátory a pohyblivá část sestávající z baterie sekcí nejjednodušších kondenzátorů.

Jednosériové kondenzátory dimenzované do 1050 V včetně jsou vyráběny s vestavěnými pojistkami zapojenými do série s každou sekcí. Vysokonapěťové kondenzátory nemají zabudované pojistky a musí být instalovány samostatně. V tomto případě se provádí skupinová ochrana kondenzátorů pojistkami.Pokud je skupinová ochrana provedena ve formě pojistek, jedna pojistka chrání každých 5-10 kondenzátorů a jmenovitý proud skupiny nepřesahuje 100 A. Kromě toho jsou pro celou baterii instalovány společné pojistky.

U kondenzátorů s napětím 1050 V a nižším, s vestavěnými pojistkami, jsou také instalovány běžné pojistky pro baterii jako celek a se značným výkonem baterie - pro jednotlivé sekce.

V závislosti na síťovém napětí mohou být třífázové kondenzátorové banky doplněny o jednofázové kondenzátory se sériovým nebo paralelním sériovým zapojením kondenzátorů v každé fázi baterie.

Připojení kondenzátorových baterií k síti

Kondenzátorové banky libovolného napětí lze do sítě připojit buď přes samostatné zařízení určené pouze k zapínání a vypínání kondenzátorů, nebo přes společné ovládací zařízení s výkonovým transformátorem, asynchronním motorem nebo jiným přijímačem elektřiny.

Statické kondenzátory v instalacích s napětím do 1000 V se připojují k síti a odpojují od sítě pomocí vypínačů nebo jističů.

Kondenzátory používané v instalacích s napětím nad 1000 V se připojují k síti a odpojují od sítě pouze pomocí vypínačů nebo odpojovačů (odpínačů zátěže).

Aby náklady na vypnutí zařízení nebyly příliš vysoké, nedoporučuje se používat kapacity kondenzátorových bank menší než:

a) 400 kvar při napětí 6-10 kV a připojení baterií k samostatnému spínači;

b) 100 kvar při napětí 6-10 kV a připojení baterie ke spínači společnému s napájecím transformátorem nebo jiným elektrickým přijímačem;

c) 30 kvar při napětí do 1000 V.

Použití vybíjecích odporů s kondenzátory pro kompenzaci jalového výkonu

Pro bezpečnost při servisu odpojených kondenzátorů při odstraňování elektrického náboje je nutné použít vybíjecí odpory zapojené paralelně s kondenzátory. Za účelem spolehlivého vybíjení by mělo být připojení vybíjecích odporů ke kondenzátorům provedeno bez mezilehlých odpojovačů, spínačů nebo pojistek. Vybíjecí odpory musí zajistit rychlé automatické snížení napětí na svorkách kondenzátoru.

Na přání zákazníka lze kondenzátory vyrobit s vestavěnými vybíjecími odpory umístěnými pod krytem izolačního těsnění. Tyto rezistory snižují napětí z maximálního provozního napětí na 50 V maximálně za 1 minutu u kondenzátorů s napětím 660 V a nižším a za maximálně 5 minut u kondenzátorů s napětím 1050 V a vyšším.

Většina kondenzátorů, které jsou již instalovány v průmyslových podnicích, nemá zabudované vybíjecí odpory.V tomto případě se obvykle používají žárovky pro napětí 220 V. jako vybíjecí odpor při napětí do 1 kV pro kondenzátorové baterie. Spojení svítilen zapojených do série s několika částmi v každé fázi se provádí podle trojúhelníkového schématu. Při napětích nad 1 kV se jako vybíjecí odpor instalují napěťové transformátory, které jsou zapojeny podle schématu delta nebo otevřeného trojúhelníku.

Spínací obvod žárovky pro vybíjení kondenzátorových baterií (do 1000 V) pomocí dvounožového spínače

Trvalé připojení žárovek, které se obvykle používají jako vybíjecí odpory pro kondenzátorové baterie s napětím do 660 V, způsobuje neproduktivní energetické ztráty a spotřebu žárovek.

Čím nižší je výkon baterie, tím větší je výkon lampy na 1 kvar instalovaných kondenzátorů. Je vhodnější, aby lampy nebyly připojeny neustále, ale automaticky se rozsvítily, když je blok kondenzátoru vypnut. K tomuto účelu lze použít schéma uvedené na obrázku, ve kterém jsou použity dvojité nožové spínače. Přídavné nože jsou umístěny tak, aby se lampy rozsvítily před odpojením baterie ze sítě a zhasly po připojení baterie. Toho lze dosáhnout volbou vhodného úhlu mezi hlavními a pomocnými lopatkami kladiva.

Při připojení kondenzátorů a elektrického přijímače přímo do sítě pod společným spínačem nejsou potřeba žádné speciální vybíjecí odpory. Pak vybití kondenzátoru se vyskytuje na vinutí elektrického přijímače.

Kompletní kondenzační jednotky pro obecný průmyslový design

Při realizaci napájecích systémů průmyslových podniků nachází stále širší uplatnění s kompletními, plně vyráběnými prvky v továrnách. To platí i pro trafostanice v prodejnách, rozvodné skříně a další prvky energetických systémů včetně kondenzátorových bank.Použití kompletních zařízení výrazně snižuje objem stavebních a elektroinstalačních prací, zlepšuje jejich kvalitu, zkracuje dobu uvádění do provozu, zvyšuje spolehlivost práce a bezpečnost při práci.

Kompletní kondenzátorové baterie pro napětí 380 V jsou vyráběny pro vnitřní instalaci a pro napětí 6-10 kV — pro vnitřní i venkovní použití. Kapacita těchto jednotek je poměrně široká a většina typů moderních kompletních kondenzátorových jednotek je vybavena zařízeními pro jedno nebo víceúrovňové automatické řízení jejich výkonu.

Kompletní kondenzátorové jednotky pro napětí 380 V jsou vyrobeny z třífázových kondenzátorů a pro napětí 6-10 kV - z jednofázových kondenzátorů o kapacitě 25-75 kvar, spojených do trojúhelníku.

Kompletní kondenzační jednotka se skládá ze vstupní skříně a kondenzačních skříní. V instalacích 380 V je v přívodní skříni instalován automatický řídicí přístroj, proudové transformátory, odpojovače, měřicí přístroje (tři ampérmetry a voltmetr), ovládací a signalizační zařízení a přípojnice.

V případě použití kondenzátorů s vestavěnými vybíjecími odpory se napěťové transformátory neinstalují. Vstupní skříň je napájena kabelem z rozvodné skříně (RU) 6-10 kV, ve které je instalováno ovládací, měřicí a ochranné zařízení.