Для оптимального использования электроэнергии требуется обеспечить экономные методы ее генерации, передачи и рассредотачивания с наименьшими потерями. Для этого нужно исключить из электронных сетей все причины, приводящие к появлению утрат. Одним из их является запаздывание фазы протекающего тока от напряжения при наличии индуктивной нагрузки, так как нагрузки в промышленных и бытовых электросетях носят обычно активно-индуктивный нрав.

Предназначение систем компенсации реактивной мощности состоит в компенсации суммарного фазового сдвига методом внесения опережения по фазе. Это приводит к уменьшению протекающего по сетям тока и соответственно к понижению паразитных активных утрат в проводниках и распределительной сети. Нужное опережение создается за счет подключения параллельно питающей сети конденсаторов. Для наибольшей эффективности цепи корректировки она должна подключаться как можно поближе к индуктивной нагрузке.

Системы корректировки коэффициента мощности уменьшают реактивную составляющую тока, протекающего по сетям питания. При изменении нрава нагрузки нужно подходящим образом перенастроить и цепи корректировки. Для этого обычно употребляются системы автоматической корректировки, которые производят ступенчатое подключение либо отключение отдельных подкорректирующих конденсаторов. Изображение,схематически показывающее приницип возникновения реактивной стоставляющей в сетях.

Достоинства компенсации коэффициента мощности:

• Период окупаемости от 8 до 24 месяцев за счет понижения цены электроэнергии. Корректировка уменьшают реактивную мощность в системе. Миниатюризируется потребление электроэнергии и пропорционально понижается ее цена.

• Действенное внедрение сетей. Высочайший коэффициент мощности значит более действенное внедрение распределительных сетей (большая нужная мощность протекает при той же суммарной мощности).

• Стабилизация напряжения.

• Наименьшее падение напряжения.

• За счет понижения протекающего тока может быть уменьшено поперечное сечение кабеля. Или в имеющихся системах по кабелю постоянного сечения может быть передана дополнительная мощность.

• Понижение утрат при передаче электроэнергии. Передающие и коммутирующие приборы работают с наименьшим значением тока. Соответственно понижаются и омические утраты.

Главные составляющие систем компенсации реактивной мощности

Конденсаторы корректировки коэффициента мощности делают нужное опережение по фазе протекающего тока, которое компенсирует отставание по фазе в цепях с индуктивной нагрузкой. Конденсаторы для цепей корректировки коэффициента мощности должны выдерживать огромные пусковые токи (> 100·IR), возникающие при коммутации конденсаторов. При параллельном подключении конденсаторов в батарее пусковые токи становятся еще выше (> 150·IR), так как пусковой ток протекает не только лишь от цепей питания, да и от присоединенных параллельно конденсаторов.

Компания EPCOS AG выпускает конденсаторы напряжением от 230 до 800В мощностью от 0,25 до 100кВАр. Зависимо от критерий эксплуатации они предлагают сухие либо маслонаполненные конденсаторы.

Основными отличиями конденсаторов данного производителя являются:

— широкий спектр рабочих -40…+55ºС (-40…+70 ºС для конденсаторов MKV серии);

— выдерживают пусковые токи до 200*Iном от номинального (до 300*Iном для серии PhaseCap compact и до 500*Iном для MKV серии);

— сроки службы конденсаторов от 100 000ч до 300 000ч (при температурном классе -40/D по IEC 60831-1);

— для серии PhaseCap compact и MKV допустимое количество коммутаций 10 000 в год и 20 000 соответственно;

— размыкатель от лишнего давления срабатывает по всем 3м фазам исключая стопроцентно возможность попадания потенциала на корпус конденсатора;

— допускается эксплуатация до уровня 4000м над уровнем моря.

— естественно разработка самовосстановления, волновой обрезки и т.д. находятся

Контроллеры

Современные контроллеры корректировки коэффициента мощности строятся на базе процессоров. Процессор анализирует сигнал от трансформатора тока и подает команды на управление батареями конденсаторов, подключая либо отключая отдельные конденсаторы либо целые батареи. Умственное управление корректирующими конденсаторами позволяет не только лишь обеспечить очень полную загрузку батарей конденсаторов, да и минимизировать количество операций по коммутации и таким макаром улучшить срок службы батареи конденсаторов.

В линейке товаров компании EPCOS AG имеются контроллеры 4х, 6ти (7ми), 12ти(13ти) ступенчатые для управления как электромеханическими так и тиристорными контакторами. Имеются и комбинированные версии, способные коммутировать оба типа контакторов сразу. По просьбе заказчика контроллеры оборудуются интерфейсом для подключения к компу либо системе АСКУЭ.

Основными отличиями контроллеров данного производителя являются:

— русское текстово-цифровое меню;

— жидкокристаллический экран отлично работающий при низких температурах;

— есть подсветка монитора;

— фиксирование и хранение главных характеристик, которые оказывают влияние на срок службы конденсаторов (перенапряжения, увеличения температур, гармоники тока и напряжения по 19ю включительно, количество включений и время работы каждой ступени)

— имеет функции защиты и отключения системы компенсации при превышении характеристик, которые оказывают влияние на срок службы конденсаторов и почти все другое

Имеются так же более облегченные и поболее дешевенькие модели для внедрения в обычных системах.

Коммутирующие устройства

Электромеханическое либо тиристорные контакторы употребляется для коммутации конденсаторов в стандартных системах корректировки либо конденсаторов и дросселей в расстроенных системах. Коммутация в силовых цепях осуществляется или с помощью механических контактов или за счет использования полупроводниковых устройств. Электрическая коммутация лучше, в особенности по мере надобности воплощения резвой коммутации в системах динамической корректировки. К примеру, если основная нагрузка в электросети — это сварочные аппараты.

Электромеханические контактора производства EPCOS AG выпускаются на мощности до 100 кВАр. Тиристорные же контакторы имеют самую широкую линейку на сегодня: 10 кВАр, 25 кВАр, 50 кВАр, 100 кВАр, 200 кВАр на напряжение 400в и 50 кВАр и 200кВАр для работы в сетях 690В.

Дроссели

В сетях рассредотачивания электроэнергии нередко находятся гармонические преломления, вызванные внедрением современных электрических устройств, создающих нелинейную нагрузку. Такими устройствами могут быть, к примеру, управляемые электроприводы, источники бесперебойного питания,
электрические балласты, сварочные аппараты и т. д. Гармоники могут быть небезопасны для конденсаторов в цепях корректировки, в особенности если конденсаторы работают на резонансной частоте. Включение дросселя поочередно с корректирующим конденсатором позволяет несколько отстроить частоту резонанса в системе и избежать её вероятного повреждения.

В особенности критическими являются 5я и 7я гармоники (250 и 350 Гц в сети 50 Гц). Расстроенные ступени конденсаторов позволяют понизить гармонические преломления в цепях электропитания.

Ряд дросселей от EPCOS AG имеет мощности от 10 до 200 кВАр.

Девайсы

В линейке товаров EPCOS AG имеются так же девайсы для построения систем корректировки реактивной мощности по особым требованиям:

— защитные колпаки и корпуса для роста степени защиты конденсаторов прямо до IP64;

— разрядные дроссели дозволяющие сделать быстродействие системы корректировки реактивной мощности порядка 1 секунды не понижая при всем этом срок службы конденсаторов и особые разрядные резисторы, и дроссели для систем с тиристорными контакторами;

— устройства, дозволяющие в отличие от суммирующего трансформатора управлять сходу системой из 4х систем корректировки;

— адаптеры для подключения контроллера к линейному напряжению

Главные 13 причин построения корректора

На это стоит направить внимание при проектировании либо правильном выборе установки себе:

1. Обусловьте нужную эффективную мощность (кВАр) конденсатора для корректировки коэффициента мощности.

2. Разработайте батарею конденсаторов таким макаром, чтоб обеспечить ступенчатость переключения емкости в 15…20% от нужной мощности. Нет необходимости обеспечивать коммутацию конденсаторов ступенями по 5% либо 10%, так как это приведет только к большой частоте коммутаций, но не скажется приметно на величине коэффициента мощности.

3. Попытайтесь создать батарею конденсаторов со стандартными значениями дискретности, лучше кратными 25 кВАр.

4. Не забудьте соблюсти малые допустимые расстояния меж конденсаторами (20мм) и защитить их экранами либо достаточным расстоянием от нагрева со стороны других частей системы.

5. Температура в районе установки конденсаторов не должна превосходить 35ºС. По другому их срок службы сократится.

Помните, долгий нагрев конденсатора всего на 7ºС выше нормы уменьшает его срок службы в 2 раза!

6. Определите имеющиеся в питающем кабеле токи гармоник при отсутствии конденсатора корректировки и при разных нагрузках. Обусловьте частоту и наивысшую амплитуду каждой из присутствующих гармоник. Вычислите суммарный коэффициент гармоник тока: THD-I=100·SQR·[(I3)2 + (I5)2 + … +(IR)2]/I1

7. Вычислите отдельные коэффициенты каждой из гармоник: THD-IR = 100·IR/I1

8. Определите наличие гармоник напряжения питания снаружи системы. Если может быть, то определите их на высоковольтной стороне. Вычислите суммарный коэффициент гармоник напряжения: THD-V = 100 · SQR · [(V3)2 + (V5)2 + … + (VN)2]/V1

9. Уровень гармоник (измеренный без конденсатора) выше либо ниже THD-I > 10% либо THD-V > 3%.

Если ДА, то используйте корректор с расстроенным фильтром и перейдите к шагу 7.

Если НЕТ, то используйте стандартный корректор и пропустите шаги 10, 11 и 12.

10. Уровень 3й гармоники тока I3 >0.2·I5?

Если ДА, то используйте фильтр с p = 14% и пропустите шаг 8.

Если НЕТ, то используйте фильтр с p = 7% либо 5.67% и перейдите к шагу 8.

11. Если THD-V=3…7% — нужен фильтр с p = 7%

> 7% — нужен фильтр с p = 5.67%

> 10% — требуется особая конструкция фильтра. Обращайтесь в консульство компании EPCOS AG в Рф и странах СНГ.

Не сберегайте на дросселях при наличии гармоник в электросети! Как указывает практика данная «экономия» приведет к выходу из строя конденсаторов в течении 6-10 месяцев! Подмена конденсаторов с учетом цены монтажа обойдется в те же средства, которые пойдут на изначальную установку дросселей!

12. Подберите подходящие составляющие, используя разработанные EPCOS таблицы (либо помощь профессионалов консульства компании) для корректоров с расстроенным фильтром и стандартные значения действенной мощности, сетевого напряжения, частоты и определенного ранее коэффициента p.

Пользуйтесь всегда только подлинными компонентами EPCOS, созданными для построения корректоров коэффициента мощности с расстроенным фильтром. Пожалуйста, отметьте, что дроссели специфицируются по их действенной мощности для избранного значения напряжения и частоты питающей сети. Эта мощность представляет собой эффективную мощность LC-цепи на основной частоте колебаний.

Номинальное напряжение конденсаторов расстроенного фильтра должно быть выше напряжения питания, так как последовательное включение индуктивности приведет к появлению перенапряжения. Контакторы конденсаторов разрабатываются специально для надежной работы с емкостной нагрузкой и должны обеспечивать пониженный пусковой ток.

13. В качестве устройств защиты от недлинного замыкания могут употребляться плавкие либо автоматические электрические предохранители. Плавкие предохранители не защищают конденсаторы от перегрузки. Они служат только для защиты от недлинного замыкания. Ток срабатывания плавкого предохранителя должен превосходить номинальный ток конденсатора в 1.6…1.8 раза.

ООО «Дискон» Электрические составляющие