Наши услуги
Дата публикации: 29.07.2022
Время прочтения:
Ключевые слова:
Основной действующий элемент любой компенсаторной установки реактивной мощности (УКРМ) в силовых сетях – конденсатор большой емкости (или блок конденсаторов). Остальные устройства выполняют вспомогательные функции: вовремя включить/выключить цепь, сгладить броски напряжения и т.д.
Зачем устанавливают УКРМ
Реактивная мощность, в очень упрощенном понимании, составлена из «лишних» потерь: нагрев, образование паразитных цепей в схемах коммутации и блоках оборудования (трансформаторах, дросселях, электродвигателях и др.). Токи паразитные, но электричество потребляется реальное. Выходит перерасход: к активной (полезной) прибавляется реактивная (бесполезная) мощность, что отражается в счетах за электроэнергию. Установка компенсирует реактивную мощность за счет частичного возврата энергии в общую цепь.
В приведенной базовой схеме УКРМ показано место расположения конденсаторного блока и его включение в общую силовую сеть.
Что должно учитываться при выборе конденсатора для УКРМ
Силовые конденсаторы, применяемые в устройстве компенсации, выбирают по параметрам (значения указаны в документации изготовителя или, в крайнем случае, на корпусе изделия). Разработчика УКРМ в первую очередь интересуют:
- емкость;
- действующее напряжение;
- нормальный для конденсатора температурный режим;
- срок службы (в количестве часов или лет).
Рассмотрим означенные параметры более подробно. Основная цель обзора – влияние условий работы на безотказность и долговечность отдельного конденсатора, провести сравнение: что будет со сроком службы конденсатора, если его «перегружать» по тому или иному параметру.
Емкость
При разработке УКРМ обычно в качестве исходной информации задают активную мощность включенных в сеть приборов, станков или иного оборудования (значения, указанные в паспорте на каждое из устройств). Значение реактивной мощности вычисляется исходя из типов оборудования (особое внимание – электродвигателям как основным «производителям» паразитных токов). В качестве базовой величины принимают расчетную емкость, которая составит, предположим, 38 микрофарад. Выбирают, как правило, несколько больше, из предлагаемого ряда (в пределах +5-10%).
Рабочее напряжение
Разумеется, для силовой сети (как правило, трехфазной) выбирают конденсаторы на 450В, что объяснимо: небольшой запас «прочности» относительно стандартных 380В, хоть по фазе, куда встроен конденсатор – обычные 220В (но очень нестабильные). Именно этот запас позволяет сохранять работоспособность при бросках напряжения. В таблице ниже (правая часть) приведена зависимость между отношением номинального и реального напряжения на конденсаторе (V/VR) и режимом работы конденсатора в плане перегруженности. Идеальное отношение – 0,5 – обеспечивает нормальный режим.
Чем выше реальное напряжение, тем вероятнее отказ элемента или значительное сокращение срока службы.
Температурный режим
Для большинства силовых конденсаторов нормальной температурой эксплуатации принято считать 35-40оС. В реальных условиях, когда УКРМ представляет собой закрытый шкаф, температура в зоне конденсатора иногда может доходить до 70оС, с величиной «перегрузки» по температуре можно ознакомиться в приведенной выше таблице (левая половина). То есть, с повышением температуры снижается срок эксплуатации.
Срок службы
Часто срок службы УКРМ изготовитель указывает 25-30 лет (не путать с гарантийным сроком), что должно соответствовать реальному времени, если конденсатор используется в нормальном режиме. Если УКРМ приходится перебирать раз в два-три года, стоит поменять комплектацию, но сначала выяснить причину (недостаточная емкость, частые броски напряжения или чрезмерный нагрев воздуха внутри шкафа).
УКРМ: принципы проектирования
Когда разрабатывается производственная линия, в проект обязательно входят все необходимые для нормального электропитания устройства, в число которых входит (при необходимости) УКРМ.
Конфигурацию и емкость конденсаторов для установки выбирают с учетом возможных потерь. Пользуются при этом нормативными документами. В идеальном варианте, если в одном из станков установлен не тот электродвигатель, который значился в документации на линию (допустимая замена), желательно пересчитать емкость конденсатора с учетом этой замены. Как минимум, убедиться, что конденсатор не будет перегружен ни по напряжению, ни по температуре.
Иногда грамотный энергоаудит, который обязателен на некоторых этапах (ввод в производство, капитальный ремонт, переоборудование цеха) может помочь найти «черную дыру». Например, платим за 100 тыс. кВт, а оборудование (по документам) потребляет на 20-30 тыс. кВт меньше: остается посчитать, за какой период окупится УКРМ, которая сэкономит эти «лишние» киловатты.
