Обновлено: 05.07.2024

Относительно недавно необходимости в подобном оборудовании не существовало. Однако сейчас специалистов, задумывающихся о том, для чего нужны конденсаторные установки, практически не осталось. Слишком очевидна проблема дефицита качественной электроэнергии.

Количество потребителей лавинообразно растет, промышленное оборудование становится все более чувствительным к параметрам электроэнергии, однако морально устаревшие сети не справляются с нагрузкой ни по качественным, ни по количественным характеристикам. В процессе транспортировки электроэнергии и работы многих установок образуется не только активная, но и реактивная мощность. Часть мощности системы расходуется в пустую, повышая стоимость траспортировки ресурса, увеличивая его расход и перегружая систему. Для электрических сетях с реактивной мощностью характерны нагрев отдельных элементов, появление пробоев и перегрузок.

Чтобы избежать негативных последствий, необходимо вкладывать значительные средства в модернизацию сетей: увеличивать сечение кабелей, устанавливать трансформаторы и другое оборудование повышенной мощности. Однако есть более простое и эффективное решение.

Конденсаторные установки обладают целым рядом преимуществ:

• Обеспечивают заметный эффект при низких стартовых затратах. При грамотном подходе каждая установка окупается в течение года.
• Предельно просты при установке и в эксплуатации.
• Подключаются именно там, где вам нужно.
• Существуют решения для электросетей низкого, среднего и высокого напряжения.

Назначение установок КРМ

Конденсаторные установки известны еще и как установки КРМ – то есть компенсаторы реактивной мощности. Они широко используются в энергетике, трансформаторах, асинхронных двигателях и другом оборудовании с появляющейся реактивной мощностью. Данное явление доставляет определенные неприятности подключенному оборудованию из-за создания дополнительного напряжения в сети. Для снижения негативных последствий и предназначены установки, компенсирующие реактивную мощность.

Очень часто возникает вопрос, зачем нужна конденсаторная установка для чего используется это устройство? Основной функцией данных систем является поддержание заданного уровня коэффициента мощности потребителя. С этой целью в реальном времени отслеживаются изменения нагрузки, после чего в нужный момент происходит включение или отключение нужного количества конденсаторных батарей.

Большая часть нагрузки современных электрических сетей создается на промышленных предприятиях электродвигателями, трансформаторами и другим оборудованием с электромагнитными системами. Для их работы используется реактивная энергия, под действием которой появляется фазовый сдвиг между током и напряжением. При включении нагрузки происходит потребление не только активной, но и реактивной энергии. В связи с этим полная мощность увеличивается в среднем на 20-25% относительно активной мощности. Это соотношение и будет коэффициентом мощности.

Для того чтобы исключить попадание в сеть реактивной мощности применяются различные виды конденсаторных установок. За счет этого она вырабатывается и остается на месте, где и потребляется электрическими нагрузками.

Существует несколько видов установок компенсации реактивной мощности: автоматические высоковольтные и низковольтные, тиристорные, фильтрокомпенсирующие, а также тиристорные установки с фильтрацией высших гармоник. Отдельно следует отметить конденсаторные установки нерегулируемые, компенсирующие реактивную мощность постоянных нагрузок. Типичными примерами такого оборудования различные виды насосов, особенно используемых в системах тепло- и водоснабжения. В этом случае коэффициент мощности повышается за счет приложения постоянной мощности конденсаторов напрямую к реактивной нагрузке.

Назначение конденсаторных установок

В зависимости от требований заказчика, КУ решают следующие задачи:

• Снижают расход и стоимость потребляемой электроэнергии.
• Гарантируют передачу ресурса по проводам меньшего сечения, без дорогостоящей модернизации всей электросети.
• Стабилизируют параметры тока при транспортировке на большие расстояния. Предотвращают перепады напряжения на электросетях различного масштаба.
• Защищают оборудование от перегрузок.
• Повышают качество поставляемого ресурса.

Наиболее эффективны КУ на производствах с высоким содержанием асинхронных двигателей, силовых установок с cos φ = 0,7 и ниже, и т.д.

Зачем нужна компенсация реактивной мощности

Компенсация реактивной мощности на предприятии позволяет существенно сократить расход электроэнергии, снизить нагрузку на кабельные сети и трансформаторы, продлив тем самым их ресурс.

Где необходимы конденсаторные установки?

Как известно Основные потребители электроэнергии на промышленных предприятиях являются такие индуктивные приемники, как асинхронные электродвигатели, трансформаторы, индукционные установки и т. д. Работа этих приемников связана с потреблением реактивной энергии для создания электромагнитных полей.

Наличие реактивной мощности является неблагоприятным фактором для сети в целом В результате этого:

• Возникают дополнительные потери в проводниках вследствие увеличения тока
• Снижается пропускная способность распределительной сети
• Отклоняется напряжение сети от номинала (падение напряжения из-за увеличения реактивной составляющей тока питающей сети).

Показателем потребления реактивной мощности является коэффициент мощности (КМ), численно равный косинус угла (ɸ) между током и напряжением. КМ потребителя определяется как отношение потребляемой активной мощности к полной, действительно взятой из сети, т.е.: COS(ɸ)=Р/S. Этим коэффициентом принято характеризовать уровень реактивной мощности двигателей, генераторов и сети предприятия в целом. Чем ближе значение COS(ɸ) к единице, тем меньше доля взятой из сети реактивной мощности.

Таким образом, применение Конденсаторных установок остро необходимо на предприятиях, использующих:

1. Асинхронные двигатели (cos(ɸ) ~0.7)
2. Асинхронные двигатели, при неполной загрузке (cos(ɸ) ~0.5)
3. Выпрямительные электролизные установки (cos(ɸ) ~0.6)
4. Электродуговые печи(cos(ɸ) ~0.6)
5. Индукционные печи(cos(ɸ) ~0,2-0.6)
6. Водяные насосы(cos(ɸ) ~0.8)
7. Компрессоры(cos(ɸ) ~0.7)
8. Машины, станки(cos(ɸ) ~0.5)
9. Сварочные трансформаторы(cos(ɸ) ~0.4)
10. Лампы дневного света(cos(ɸ) ~0,5-0.6)

Для повышения коэффициента мощности применяют силовые конденсаторы и конденсаторные установки, являющиеся наиболее выгодными источниками получения реактивной мощности.

Плюсы от внедрения Установок компенсации реактивной мощности:

Увеличение КМ решается подключением к сети конденсаторных батарей, производящих реактивную энергию в количестве, достаточном для компенсации реактивной мощности, возникающей в нагрузке.

Способы компенсации

Наиболее выгодный способ компенсации определяется конкретными условиями данного предприятия, и его выбор производится на основании технико-экономических расчетов и рекомендаций наших специалистов. Как правило, компенсация должна производиться в той же сети (на том же напряжении), к которой подключен потребитель, что обеспечивает минимальные потери.

Какие решения мы предлагаем

Наша Компания предлагает полный спектр услуг, А ИМЕННО:

1. Проведение выездных замеров параметров качества электроэнергии.
2. Подготовка проекта, подбор необходимого оборудования с экономическим обоснованием его внедрения (с конкретными сроками окупаемости установок и денежной экономии).
3. Изготовления оборудования, как серийного исполнения, так и нестандартного (учитывающую специфику конкретного предприятия).
4. Проведение шеф монтажных работ, а также гарантийное и после гарантийное обслуживание. Мы можем предложить как типовые решения, так и спроектировать, изготовить и внедрить на предприятии Заказчика уникальную систему компенсации реактивной мощности, учитывающую специфику конкретного предприятия.

В зависимости от потребности Заказчика установки могут изготавливаться как для внутренней, так и для уличной установки. Кроме этого возможен монтаж установок внутри утепленного блок-контейнера.

Для предприятий с резкопеременной нагрузкой (предприятия с большим количеством подъемно-транспортного оборудования, мощного сварочного оборудования и т.д.) мы предлагаем тиристорные конденсаторные установки, которые обеспечивают переключение ступеней конденсаторов с задержкой не более 20 мс.

Для выработки оптимального технического решения мы предлагаем выездные замеры параметров качества электроэнергии в сети предприятия. При необходимости наши инженеры выполнятшефмонтаж оборудования, а также любое гарантийное и послегарантийное обслуживание и ремонт.

Принцип работы конденсаторной установки

В основе действия КУ эффект коммутируемой или динамической компенсации реактивной мощности системой конденсаторов, расположенных в определенной последовательности. Для коммутации в конденсаторной установке (принцип действия несколько отличается в каждом из указанных подвидов) используются контакторы или тиристоры. В первом случае, коммутация происходит за счет электромеханического реле, что характерно для подавляющего большинства КУ. К их преимуществам следует отнести низкую стоимость, универсальность конструкции и простоту использования. Тиристорные системы несколько сложнее, однако в электросетях с резкопеременной нагрузкой они имеют ряд преимуществ.

Однако каким бы ни был принцип действия конденсаторной установки, подключать их можно на любом участке сети (на вводе предприятий, для группы однотипных установок, поблизости от единичного потребителя или по смешанной схеме).

Подкатегории

Установки конденсаторные высоковольтные УКРМ-6 (10)

Декларация соответствия на УКРМ-6 (10)
Конденсаторные установки УКРМ (аналог КРМ, УККРМ-6, УККРМ-10, УКРЛ56, УКРЛ57, УКЛ56, УКЛ57), на напряжение 6 и 10 кВ предназначены для коррекции коэффициента мощности и поддержания уровня напряжения в сетях 6 и 10 кВ.

Внедрение конденсаторных установок в электрическую сеть позволит:

• уменьшить нагрузку на трансформаторы, увеличить срок их службы;
• уменьшить нагрузку на трансформаторы, увеличить срок их службы;
• подключить дополнительное оборудование за счет уменьшения нагрузки на распределительную сеть;
• улучшить качество электроэнергии у электроприемников (за счёт уменьшения искажения формы напряжения);
• уменьшить нагрузку на коммутационную аппаратуру за счет снижения токов в цепях;
• избежать штрафов за снижение качества электроэнергии пониженным коэффициентом мощности;
• снизить расходы на оплату электроэнергии;

Основные типы УКРМ

Нерегулируемые (постоянной мощности)

Состоят только из фиксированных ступеней. Принцип действия: включение и отключение разъединителя производится в ручном режиме (при отсутствии нагрузочного тока).

Регулируемые (автоматические)

Состоят только из регулируемых ступеней. Принцип действия: коммутация осуществляется автоматически, включением и отключением ступеней. При этом мощность и момент включения автоматически определяются электронным блоком. Регулируя, повышая значение коэффициента cos(?), высоковольтные конденсаторные установки автоматически компенсируют реактивную мощность нагрузки в электрических сетях напряжением 6,3 — 10,5 кВ.

Полуавтоматические

Любые вышеперечисленные высоковольтные установки (нерегулируемые, регулируемые, полуавтоматические) при необходимости исполняются с защитными дросселями от гармонических искажений.

Современные конденсаторные установки компенсации реактивной мощности

Снижение потерь электроэнергии в электрических сетях — одна их важнейших задач в электроснабжении, особенно актуальная для крупных энергоемких предприятий. Компенсация реактивной мощности является одним из путей достижения данной цели.

Эта технология позволяет минимизировать потери энергии при передаче и улучшить энергетические характеристики на стороне потребителя: повысить коэффициент мощности оборудования — для потребителя, и понизить вредные гармоники питающего напряжения — для сети и поставщика.

Практически это значит, что к устройству постоянной нагрузки присоединяется компенсирующий конденсатор расчетной емкости (соответствующей реактивной мощности), а если нагрузка переменная, то в ход идут автоматические конденсаторные установки. И в том и в другом случае в итоге достижима отчетливая картина энергосбережения.

Изначально львиная доля элементов системы электроснабжения и электроприемников переменного тока, обладающих индуктивностью, потребляет наряду с активной мощностью еще и реактивную мощность, которая необходима для создания электромагнитных полей: в электродвигателях, трансформаторах, преобразователях напряжения, линиях электропередач, даже в лампа накаливания и т. п.

Циркуляция в линиях реактивной мощности негативно сказывается на работе энергосистемы в целом в силу снижения пропускной способности линий, трансформаторов и т. д., вызывая нагрев проводов, в конце концов — требует бОльшей полной мощности от поставщика.

Но если реактивная мощность — это часть полной мощности, неизбежно затрачиваемая на электромагнитные процессы в нагрузке, имеющей емкостную и индуктивную составляющую, то почему бы не сделать так, чтобы она циркулировала не по всей системе электропередач, а только между потребителем и местным конденсатором? Именно для этого и служат УКРМ — установки компенсации реактивной мощности.

Конденсаторной установкой компенсации реактивной мощности называют электроустановку, состоящую из конденсаторов, и относящихся к ним вспомогательных устройств (выключателей, разъединителей, разрядных резисторов, устройств регулирования, защиты и т. п.) и ошиновки. Конденсаторная установка включает в себя одну или несколько конденсаторных батарей либо один или нескольких отдельно установленных конденсаторов, присоединенных к сети посредством коммутационных аппаратов.

Суть в том, что когда с помощью конденсаторной установки повышается коэффициент мощности (косинус фи) у потребителя, потребление реактивной составляющей от полной мощности из сети минимизируется, срок службы сети и оборудования, соответственно, увеличивается.

Так, при поддержании значения косинуса фи на уровне от 0,9 до 0,95, платежи за потребление практически бесполезной реактивной мощности - снижаются, так как в общем уменьшается нагрузка на трансформаторы и передающие кабели.

Здесь важно отметить, что и перекомпенсации допускать нежелательно, поскольку это становится экономически не целесообразным, ведь для получения косинуса фи достигающего 0,97-0,99, мощность компенсирующей установки пришлось бы повысить вдвое, а значит и заплатить за нее пришлось бы в 1,5 раза больше, хотя потребляемый ток вследствие такого мероприятия понизился бы всего на 3%.

Виды компенсации

Общей или централизованной компенсацией реактивной мощности называется такой подход, когда одна, общая для всего оборудования предприятия, регулируемая (автоматическая) конденсаторная установка, - располагается на трансформаторной подстанции или в главном распределительном щите. Это полезно, когда реактивная мощность на предприятии в течение дня варьирует между различными потребителями, то есть меняет время от времени свою величину, практически являясь сильно переменной характеристикой своеобразного составного потребителя.

При индивидуальной компенсации конденсаторы подбираются и устанавливаются к каждому отдельному двигателю индивидуально, это получается дешевле если двигателей не очень много, а работают они почти постоянно.

Если же различных единиц оборудования (потребителей электроэнергии) много, а работают они порознь и редко, то индивидуальная компенсация становится дорогостоящей затеей, поскольку часть конденсаторов будет попросту простаивать без дела, то есть какую-то часть времени они не будут востребованы вовсе. Таким образом, несколько мощных потребителей реактивной мощности, работающих обычно долгое время, являются типичными объектами индивидуальной компенсации.

На индивидуальную компенсацию несколько похожа групповая компенсация при которой отдельные конденсаторные установки используется для групп разнообразных электроприемников. Здесь так же разгружаются подводящие провода.

Тиристорные установки компенсации реактивной мощности

Для групповой компенсации хорошо подходят автоматические регулируемые конденсаторные установки, способные в зависимости от текущей реактивной нагрузки автоматически регулировать уровень компенсации. Особенно примечательны здесь тиристорные конденсаторные установки КРМТ, могущие эффективно работать в сетях с резкопеременной реактивной нагрузкой.

Такие установки отличаются превосходным, практически мгновенным быстродействием, что позволяет трансформаторам непрерывно работать в режиме почти чисто активной нагрузки, что продлевает срок их службы.

Число коммутаций для тиристоров неограниченно. Не зря сегодня КРМТ широко используются на многих химических и металлургических заводах, на целлюлозных фабриках, в лифтовом хозяйстве и везде, где характер нагрузок сильно нелинеен: инверторы, роботы, компрессоры, установки с фазным управлением и т. д. Плюс ко всему тиристорные установки бесшумны. Для защиты тиристорных установок применяются дроссели.

Тенденция к росту тарифов на электроснабжение ведет к тому, что применение установок компенсации реактивной мощности (УКРМ) для многих предприятий становится обыденной необходимостью. При этом окупаемость установленного оборудования для компенсации реактивной мощности составляет всего несколько месяцев.

В общем и целом, с точки зрения экономических преимуществ, установка компенсирующих конденсаторных батарей дает целый ряд плюсов:

потери в сетях и трансформаторах снижаются за счет уменьшения проходящего через них тока;

минимизируется эффект падения напряжения на линиях электропередач;

расчетная мощность системы делается меньше.

Иными словами, линии электропередачи, трансформаторы и распределительные устройства максимально разгружается благодаря избавлению от лишнего (реактивного) тока, защите от перекоса фаз, уменьшению высших гармоник и помех, а расходы на оплату для предприятия снижаются. В результате сами сети становятся более экономичными.

Эффекты от применения УКРМ

Если остановиться на эффектах систем КРМ более подробно, то можно сказать, что без применения установок УКРМ - в сети все время циркулирует значительная реактивная мощность, это снижает качество поставляемой электроэнергии, поскольку потери мощности в линиях оказываются значительными, имеют место перепады напряжения, а значит мощность силовых трансформаторов завышается, сечение передающих кабелей используется нерационально, пропускная способность на каждом этапе получается в конце концов ниже, чем могла бы быть.

В итоге плата за электроэнергию возрастает, а это — лишние финансовые траты. Если же в сети работает установка УКРМ, то потребление реактивной мощности от питающей сети уменьшается, следовательно достигаются энергосберегающий эффект и финансовая экономия.

Важно, что если вы решаете установить полноценную УКРМ с фильтрами гармоник, то прежде всего необходимо тщательно измерить все параметры сети: полную, активную и реактивную мощности, уровни гармоник, шумов, их величины, значения просадок напряжения, уровни перенапряжений. Так можно достигнуть многих полезных эффектов и избавиться от нежелательных побочных явлений: от вредных эффектов опасных гармоник (3-ей, 5-ой, 7-ой, 9-ой, 12-ой); избежать резонансных перенапряжений и перекоса фаз.

Элементы конденсаторной электроустановки

Современная конденсаторная установка обладает следующими элементами:

Среди прочего имеются элементы защиты в виде предохранителей, автоматов и так далее.

Виды устройств для компенсации R-мощности

Устройства для компенсации реактивной мощности можно разделить на следующие виды:

1. В зависимости от напряжения. Высокого, среднего и низкого напряжения. Зачастую конденсаторные установки используются в сети 0,4-10 кВ.
2. В зависимости от типа подключения. Здесь выделяют индивидуальную, групповую и централизованную компенсацию. Это зависит от большого числа факторов, в том числе от бюджета организации.
3. По типу регулирования. Это достаточно обширная группа, которая включает нерегулируемые, регулируемые и автоматические системы. Наиболее востребованными на рынке являются автоматические с несколькими ступенями управления.

Среди прочего выделяются виды конденсаторных установок по схемам подключения, по емкости и другим физическим свойствам.

Маркировка компенсирующих устройств (конденсаторов)

На современном рынке можно встретить устройства с различной маркировкой (УКРМ, УКМ58, АФКУ, АКМ и так далее). Последние не регламентируются государственными стандартами и вводится заводом производителем. КУ – низковольтный, УКРМ – устройство компенсации реактивной мощности. Наличие букв М, Н, Т свидетельствуют о наличии ступеней регулирования в автоматическом режиме. Вместе с этим на электроустановке должна располагаться табличка, в которой указывается:

• фирма-производитель;
• год изготовления;
• масса;
• номинальное напряжение и частота;
• номинальная реактивная мощность;
• степеней защиты.

В ряде случаев указывается напряжение цепей управления, а также тип установки. Подобная информация указывается на трансформаторах тока.

Для чего используется конденсаторная установка

Большинство электроприемников переменного тока сопровождаются индуктивностью, что предполагает потребление не только активной, но и реактивной мощности. Последняя необходима для формирования электромагнитного поля. Циркуляция негативно сказывается на работе энергосистемы, так как появляются потери из-за нагрева проводников. Чтобы снизить циркуляцию R-мощности, используются УКРМ. Если говорить конкретно об автоматических установка компенсации, то она решает следующее:

1. Снижает нагрузку силовых трансформаторов, так как снижается потребление полной мощности.
2. Дает возможность организовать питание по проводнику с меньшим сечением без потери технико-физических характеристик.
3. Избежать глубокой просадки напряжения, что важно для обеспечения стандартов качества для удаленных потребителей.
4. Возможность контролировать основные параметры сети, изменение cosφ и так далее.
5. Исключается генерации R-мощности в сеть. Исключение появления перенапряжений.

Отсутствие нагрева проводов и изоляции продлевает срок службы последних, снижает периодичность обслуживания и обеспечивает безаварийность работы. Также снижаются потери в сетях и затраты на покупку электрической энергии.

Монтаж, обслуживание и техника безопасности

В большинстве случаев узкопрофильные компании предлагают комплексные решения, электроустановки в сборе. Подобные системы отличаются простотой монтажа и высоким уровнем безопасности. Важно отметить, что при формировании сборки рассчитывается емкость сети (номинальную и возможную). Схема подключения определяется напряжением и местом эксплуатации.

При обслуживании важно пользоваться средствами индивидуальной защиты. Также следует разряжать специальными устройствами конденсаторы, так как они могут оставаться заряженными в течение длительного периода времени.

Конденсаторные установки – это электроприборы, состоящие из конденсатора и дополнительного электрооборудования: контакторов, контроллеров, аппаратов защиты.Они предназначены для компенсации реактивной мощности электрооборудования, которая создает перенапряжение в сети, и, как следствие, его перепады, что негативно сказывается на расходе активной электроэнергии. Сдерживание такого воздействия снимает сверхнагрузку на сеть, избавляет аппаратуру от электромагнитного поля.

Использование агрегатов такого типа сокращает потери в кабельных сетях. Их применяют в электроэнергетике в асинхронных двигателях, трансформаторах и другом оборудовании, где возникает реактивное сопротивление.

Такие преобразователи имеют две вариации:

• модульные установки для групповых сетей энергообеспечения;
• моноблочные – для малых предприятий.

Принцип действия устройства

Конденсаторные преобразователи позволяют снижать уровень неактивной мощности, а значит экономить на оплате электроэнергии, так как такое перенапряжение также мотается по счетчику, если его не уменьшать. Датчики снижают токовую нагрузку на линию, компенсируя коэффициент ненужной энергии. Они просты в монтаже, работе, бесшумны, экономичны. Принцип работы основан на эффекте динамической или коммутируемой компенсации реактивной мощности. Коммутация осуществляется при помощи контакторов или тиристоров в системе конденсаторов. Контакторы применяют в аппаратуре с электромеханическим реле - они наиболее популярны за счет простоты эксплуатации и невысокой стоимости.

Тиристорные компрессоры стоят дороже, зато подходят для сетей с перепадами напряжения. Оба варианте можно подключить на любом участке электросети.

Назначение

Большинство современных предприятий снабжены электроустановками, работающими совместно с электромагнитными системами. В их работе задействована реактивная энергия, из-за которой происходит фазовый сдвиг между током и напряжением. Во время работы потребляется не только активная, но и реактивная энергия, что увеличивает мощность на 20-25%.

Компенсаторы реактивной мощности (КРМ) ограничивают ненужную энергию. Существует несколько разновидностей таких агрегатов:

• автоматические высоковольтные, низковольтные;
• тиристорные;
• фильтрокомпенсирующие;
• тиристорные установки с фильтрацией высших гармоник;
• нерегулируемые, компенсирующие реактивную мощность постоянных нагрузок.

Аппараты КРМ предназначены для экономии оплаты электричества, защиты оборудования от перегрузок и повышения эффективности работы электросетей. Они повышают качество поставляемого ресурса, стабилизируют ток при передаче его на большие расстояния, исключая перепады напряжения.

КРМ поддерживают заданный уровень коэффициента мощности потребителя. Агрегат проводит анализ изменения нагрузки и в нужный момент включает или выключает нужное количество конденсаторных батарей, чтобы стабилизировать напряжение.

Читайте также:

  
• Международно правовой статус космонавтов реферат
  
• Герои пограничники великой отечественной войны реферат
  
• Бюгельное протезирование зубов реферат
  
• Шейпинг в беларуси реферат
  
• Реферат на тему дипломат