Condensatori statici per la compensazione della potenza reattiva

I condensatori statici sono ampiamente utilizzati nelle imprese industriali come mezzo di compensazione della potenza reattiva.I principali vantaggi dei condensatori statici per la compensazione della potenza reattiva sono:

1) minori perdite di potenza attiva comprese tra 0,3 e 0,45 kW per 100 kvar;

2) l'assenza di parti rotanti e la massa relativamente ridotta dell'impianto con condensatori, ea questo proposito non è necessaria una fondazione; 3) di più operazione semplice ed economicada altri dispositivi compensativi; 4) la possibilità di aumentare o diminuire la potenza installata, a seconda delle necessità; 5) la possibilità di installare condensatori statici in qualsiasi punto della rete: su singoli ricevitori elettrici, su gruppi in officine o grandi batterie. Inoltre, il guasto di un singolo condensatore, se opportunamente protetto, solitamente non pregiudica il funzionamento dell'intero condensatore. Classificazione e caratteristiche tecniche dei condensatori statici per la compensazione della potenza reattiva I condensatori statici sono classificati secondo i seguenti criteri: tensione nominale, numero di fasi, tipo di installazione, tipo di impregnazione, dimensioni di ingombro. Per compensare la potenza reattiva degli impianti elettrici a corrente alternata con una frequenza di 50 Hz, l'industria domestica produce condensatori per le seguenti tensioni nominali: 220 - 10500 V. I condensatori con una tensione di 220-660 V sono disponibili sia monofase che trifase (sezioni collegate a triangolo) e condensatori con una tensione di 1050 V e oltre sono disponibili solo in monofase. Condensatori con la possibilità di eseguire unità di condensatori trifase con una tensione di 3,6 e 10 kV con uno schema di connessione a stella. I condensatori con tensioni di 1050, 3150, 6300 e 10500 V vengono utilizzati per realizzare gruppi di condensatori trifase con tensioni di 1, 3, 6 e 10 kV con collegamento a triangolo. Gli stessi condensatori sono utilizzati nei banchi di condensatori a tensione più elevata. A seconda del tipo di installazione, i condensatori possono essere prodotti con tutte le tensioni nominali per installazioni sia all'aperto che all'interno. I condensatori per installazioni esterne sono prodotti con isolamento esterno (isolatori terminali) per una tensione di almeno 3150 V. In base al tipo di impregnazione, i condensatori sono divisi in condensatori impregnati di olio minerale (petrolio) e condensatori impregnati di un dielettrico liquido sintetico. In termini di dimensioni, i condensatori sono divisi in due dimensioni: la prima con dimensioni di 380x120x325 mm, la seconda con dimensioni di 380x120x640 mm. Tipi e designazioni di condensatori statici per la compensazione della potenza reattiva I condensatori statici sono prodotti nei seguenti tipi: KM, KM2, KMA, KM2A, KS, KS2, KSA, KS2A e i segni di classificazione si riflettono nella designazione alfanumerica del tipo. Le lettere e i numeri significano: K — «coseno», M e C — impregnato di olio minerale o dielettrico liquido sintetico, A — versione per installazione esterna (senza lettera A — per interno), 2 — versione in caso di seconda taglia (senza lettera A — per interno), 2 — versione in caso di seconda taglia (senza numero 2 — nel caso della prima dimensione). Dopo aver designato il tipo, i condensatori sono indicati da numeri Tensione nominale condensatore (kV) e potenza nominale (kvar). Ad esempio: KM-0,38-26 indica un condensatore "coseno" (per la compensazione della potenza reattiva in una rete a corrente alternata con una frequenza di 50 Hz), impregnato di olio minerale, per installazione interna, prima dimensione, per una tensione di 380 V, con una potenza di 26 kvar; KS2-6.3-50-«coseno», impregnato di liquido sintetico, seconda taglia, per installazione interna, per tensione 6,3 kV, potenza 50 kvar.

Dispositivo a condensatore statico per la compensazione della potenza reattiva

I principali elementi strutturali dei condensatori sono un serbatoio con isolatori e una parte mobile costituita da una batteria di sezioni dei condensatori più semplici.

I condensatori a serie singola classificati fino a 1050 V inclusi sono prodotti con fusibili incorporati collegati in serie con ciascuna sezione. I condensatori ad alta tensione non hanno fusibili incorporati e devono essere installati separatamente. In questo caso viene eseguita la protezione di gruppo dei condensatori con fusibili.Quando la protezione del gruppo viene eseguita sotto forma di fusibili, un fusibile protegge ogni 5-10 condensatori e la corrente nominale del gruppo non supera i 100 A. Inoltre, sono installati fusibili comuni per l'intera batteria.

Per i condensatori con una tensione di 1050 V e inferiore, con fusibili incorporati, vengono installati anche fusibili comuni per la batteria nel suo insieme e con una potenza della batteria significativa per le singole sezioni.

A seconda della tensione di rete, i banchi di condensatori trifase possono essere integrati con condensatori monofase con collegamento in serie o in parallelo dei condensatori in ogni fase della batteria.

Collegamento dei banchi di condensatori alla rete

I banchi di condensatori di qualsiasi tensione possono essere collegati alla rete o tramite un dispositivo separato progettato per accendere o spegnere solo i condensatori, oppure tramite un dispositivo di controllo comune con trasformatore di potenza, motore asincrono o altro ricevitore di elettricità.

I condensatori statici in installazioni con una tensione fino a 1000 V sono collegati alla rete e scollegati dalla rete mediante interruttori o interruttori automatici.

I condensatori utilizzati in impianti con tensioni superiori a 1000 V sono collegati alla rete e disconnessi dalla rete solo tramite interruttori o sezionatori (sezionatori di carico).

Affinché i costi di spegnimento dell'apparecchiatura non siano troppo elevati, non è consigliabile prendere capacità dei banchi di condensatori inferiori a:

a) 400 kvar a una tensione di 6-10 kV e collegando le batterie a un interruttore separato;

b) 100 kvar alla tensione di 6-10 kV e collegando la batteria ad un interruttore in comune con un trasformatore di potenza o altro ricevitore elettrico;

c) 30 kvar a tensioni fino a 1000 V.

Utilizzo di resistori di scarica con condensatori per la compensazione della potenza reattiva

Per motivi di sicurezza durante la manutenzione di condensatori scollegati durante la rimozione della carica elettrica, è necessario utilizzare resistenze di scarica collegate in parallelo ai condensatori. Ai fini di una scarica affidabile, il collegamento delle resistenze di scarica ai condensatori deve essere effettuato senza sezionatori intermedi, interruttori o fusibili. I resistori di scarica devono fornire una rapida riduzione automatica della tensione ai capi del condensatore.

Su richiesta del cliente, i condensatori possono essere prodotti con resistenze di scarica incorporate poste sotto la copertura di una guarnizione isolante. Questi resistori riducono la tensione dalla massima tensione operativa a 50 V in non più di 1 minuto per condensatori con una tensione di 660 V e inferiore e in non più di 5 minuti per condensatori con una tensione di 1050 V e superiore.

La maggior parte dei condensatori già installati nelle imprese industriali non dispone di resistenze di scarica incorporate, in questo caso le lampade a incandescenza per una tensione di 220 V. vengono solitamente utilizzate come resistenza di scarica a una tensione fino a 1 kV per batterie di condensatori. Il collegamento di lampade collegate in serie con più parti in ciascuna fase viene eseguito secondo lo schema triangolare. A tensioni superiori a 1 kV, i trasformatori di tensione sono installati come resistenza di scarica, che sono collegati secondo lo schema delta o delta aperto.

Circuito di commutazione di una lampada ad incandescenza per scaricare batterie di condensatori (fino a 1000 V) utilizzando un interruttore a doppia lama

Il collegamento permanente di lampade a incandescenza, che di solito vengono utilizzate come resistori di scarica per banchi di condensatori con tensioni fino a 660 V, provoca perdite di energia improduttive e consumo della lampada.

Minore è la potenza della batteria, maggiore è la potenza della lampada per 1 kvar di condensatori installati. È più opportuno che le lampade non siano costantemente collegate, ma si accendano automaticamente quando il blocco del condensatore viene spento. A tale scopo può essere utilizzato lo schema riportato in figura, in cui vengono utilizzati i doppi sezionatori. Le lame aggiuntive sono posizionate in modo tale che le lampade si accendano prima di scollegare la batteria dalla rete e si spengano dopo aver collegato la batteria. Ciò può essere ottenuto scegliendo un angolo appropriato tra le pale dell'interruttore principale e quelle ausiliarie.

Quando si collegano condensatori e ricevitore di elettricità direttamente alla rete sotto l'interruttore comune, non sono necessarie resistenze di scarica speciali. Poi scarica del condensatore avviene sugli avvolgimenti del ricevitore elettrico.

Unità motocondensanti complete per il design industriale generale

Nell'implementazione di sistemi di alimentazione di imprese industriali, si trova un'applicazione sempre più ampia con elementi completi e completamente fabbricati nelle fabbriche. Ciò vale anche per le sottostazioni di trasformazione nei negozi, gli armadi di distribuzione e altri elementi dei sistemi di alimentazione, compresi i banchi di condensatori.L'uso di dispositivi completi riduce significativamente il volume dei lavori di costruzione e installazione elettrica, ne migliora la qualità, riduce i tempi di messa in servizio, aumenta l'affidabilità del lavoro e la sicurezza durante il lavoro.

Vengono prodotti banchi di condensatori completi per tensione 380 V per installazione interna e per tensione 6-10 kV, sia per uso interno che esterno. La gamma di capacità di queste unità è piuttosto ampia e la maggior parte dei moderni condensatori completi sono dotati di dispositivi per il controllo automatico a livello singolo o multiplo della loro potenza.

Le unità di condensatori complete per la tensione 380 V sono costituite da condensatori trifase e per la tensione 6-10 kV - da condensatori monofase con una capacità di 25-75 kvar, collegati a triangolo.

L'unità di condensazione completa è composta da un armadio di ingresso e armadi del condensatore. Nelle installazioni a 380 V, nell'armadio di ingresso sono installati un dispositivo di controllo automatico, trasformatori di corrente, sezionatori, dispositivi di misurazione (tre amperometri e un voltmetro), apparecchiature di controllo e segnalazione e sbarre.

Nel caso di utilizzo di condensatori con resistori di scarica incorporati, i trasformatori di tensione non sono installati. Lo scomparto di ingresso è alimentato da un cavo proveniente dallo scomparto di distribuzione 6-10 kV (UR), in cui sono installate le apparecchiature di controllo, misura e protezione.