Развитие техники – естественный процесс. Когда наступила «эра электричества» в производстве, начали считать (аналогично механике) условный КПД. Оказалось, что примерно 20% электроэнергии тратится впустую. После изучения проблемы инженеры пришли к выводу: эти проценты – реактивная мощность. Естественное желание использовать электроэнергию на все 100% вынудило разработчиков создать устройства, гасящие реактивную составляющую (включение-выключение электродвигателей и окружающее их электромагнитное поле в процессе работы). Решили: оптимальный вариант борьбы с перерасходом электроэнергии – установки компенсации реактивной мощности (УКРМ).
Принцип работы УКРМ
Трансформаторы, асинхронные двигатели (без которых невозможна ни одна производственная линия) расходуют, грубо говоря, часть электроэнергии на создание вокруг себя электромагнитного поля. Законы физики, точнее, одного из ее разделов – электродинамики, не позволяют это отменить. Так, упомянутые электродвигатели и задействованные в цепях трансформаторы всегда вносят дополнительную реактивную индуктивную нагрузку (XL), но если одномоментно включить емкостную нагрузку (XC), общая реактивная мощность снизится пропорционально разности этих значений.
Таким образом, чем точнее подобрана емкость конденсатора (или блока конденсаторов), тем большая часть энергии не будет израсходована впустую. К сожалению, полностью погасить реактивную мощность не получится, но снизить ее долевую часть до 2-5% реально, что снижает общее потребление электроэнергии, на которое приходят счета.
По этому принципу и разрабатываются конструкции УКРМ. Кроме инженеров-электриков, руку прилагают и инженеры-схемотехники, и инженеры-механики, и инженеры-теплотехники. В результате выходит устройство по всем правилам, не нарушающим стандарты.
Базовые принципы конструкции конденсаторной установки
Механика (расположение блоков в корпусе, конфигурация самого корпуса и некоторые дополнительные «мелочи»), как ни странно, влияют на безотказную работу и увеличение срока службы. Общепринятые правила:
- корпус (шкаф) имеет прямоугольную форму, высота минимум в два раза больше ширины;
- конденсаторы расположены в нижней зоне;
- конструкция обеспечивает естественное воздушное охлаждение конденсаторов (например, отверстия в нижней и верхней зонах корпуса).
Схема УКРМ
Разумеется, кроме конденсаторов – основного компонента, в начинку шкафа могут входить реле, коммутаторы, защитные устройства и другие элементы. Но в первую очередь «комфортные условия» должны быть обеспечены для конденсаторов.
Конденсаторы большой емкости – как правило, электролитические, и содержимое металлического корпуса требует определенных температурных условий эксплуатации.
Превышение указанного в таблице температурного режима приводит к уменьшению срока службы. Вместо заявленных 100 тыс. часов фактическое время будет значительно меньше: хорошо, если 10-15 тысяч отработают.