06.03.2023

Как работают конденсаторные установки

Конденсаторные установки — это приборы, устраняющие реактивную мощность, создающую избыточное напряжение в электрической сети и способную повреждать оборудование. Эксплуатация конденсаторных установок целесообразна в производстве, на предприятиях и инфраструктурных объектах с большим потреблением электричества. К ним относят: машино- и приборостроение, нефтеперерабатывающую и химическую отрасль, пищевую промышленность и прочие. КРМ снижают потери в кабельных линиях и уменьшают энергопотребление, чем значительно снижают производственные затраты.

Принцип работы конденсаторной установки

Режим работы конденсаторных установок основывается на компенсировании реактивной энергии конденсаторами, расположенными в определенной последовательности. Как правило, УКРМ устанавливаются: централизованно на высокой или низкой стороне, групповым или индивидуальным способом.
Принцип действия оборудования основывается на компенсации, для чего применяются конденсаторы, расположенные в заданной последовательности. Коммутация происходит при помощи тиристоров и контакторов:

Первые более дорогостоящие, но лучше себя зарекомендовали при использовании в сети с постоянно изменяющейся нагрузкой. Они подключаются к устройству независимо от принципа его работы на любом участке сети.
Вторые применяются на конденсаторных установках с электромагнитным реле. Они отличаются универсальностью конструкции, простой использования и относительно невысокой стоимостью.

Независимо от принципа действия, УКРМ подключаются на любом участке сети: вблизи единичного потребителя, для групп однотипных установок или по смешанной схеме.

Типы конденсаторных установок

По типу сборки устройство конденсаторных установок бывает:

модульным, останавливающимся на крупных промышленных и производственных предприятиях;
моноблочным, отличающимся простотой и компактностью (применяются в небольших цехах).

Еще УКРМ можно разделить по степени автоматизации: регулируемые, нерегулируемые, автоматические и полуавтоматические. Выбирая тип, важно понимать, для чего нужна конденсаторная установка: компенсировать реактивную энергию круглосуточно или по мере необходимости.

Работа автоматической конденсаторной установки.

Когда оборудование работает непостоянно, целесообразно устанавливать автоматические КРМ. Они оснащаются контроллерами, отслеживающими коэффициент мощности и самостоятельно включают/отключают конденсаторные батареи, обеспечивая максимальную эффективность энергии.
АУКРМ автоматически поддерживают заданный cos φ, регулируя количество вырабатываемой реактивной энергии в зависимости от изменения нагрузки. Для максимальной эффективности конденсаторные установки монтируются в местах с относительно высоким изменением мощности. Как правило, к зажимам питающего нагрузку кабеля или к сборным шинам на главном распределительном щите.
К преимуществам АУКРМ можно отнести:

индивидуальную защиту конденсаторных секций предохранителями;
отсутствие сбоев в работе;
простоту эксплуатации, смену модулей и возможность нарастить мощность установки;
наличие дисплея, на котором отображены параметры сети, климатконтроля и так далее.

При необходимости компенсировать сверх 15% номинальной мощности, используются автоматические КРМ. Они ступенчато регулируют реактивную энергию и выдают информацию об амплитуде напряжения, коэффициенте, размере активной и реактивной мощности, уровне искажения, состоянии оборудования. Если возникнет неисправность, АУКРМ подаст аварийный сигнал.
Еще один вариант — это динамическое компенсирование. Оно применяется в сети с изменяющейся нагрузкой. Принцип его работы в одновременном использовании электронных компенсаторов вместе с нерегулируемыми батареями. Таким образом обеспечивается запаздывание или опережение реактивной энергии относительно напряжения. Устройство быстро обеспечивает компенсацию и подходит для дробилок, лифтов, точечной сварки и так далее.

Работа регулируемой и нерегулируемой конденсаторной установки

Когда в схеме использован единственный конденсатор (или несколько), которые обеспечивают необходимый уровень компенсации, управление может быть ручным, полуавтоматическим и с прямым соединением к нагрузке с включением/отключением. Это нерегулируемая компенсация. При ней конденсаторы подключаются:

для обеспечения постоянного коэффициента нагрузки;
к питающим электродвигатели и индуктивные нагрузки шинам, когда индивидуальные установки невозможны или экономически невыгодны;
к вводным зажимам двигателей (индуктивных нагрузок).

Главное отличие нерегулируемой компенсации в том, что она обеспечивается подключением конденсаторной батареи фиксированной мощности. Автоматическая компенсация наоборот включает разное количество ступеней (до или свыше 100 кВар), что обеспечивает компенсацию реактивной мощности.

Защита и обслуживание конденсаторных установок

Чтобы обеспечить продолжительный срок службы КРМ, необходимо строго соблюдать правила их эксплуатации. Например:

Учитывать заданные номинальные электрические параметры. К ним относят ток напряжения и нагрузки.
В зависимости от типа конденсаторной установки предусмотрена допускаемая перегрузка. Она равна 10% по напряжению и 30-50% по току.
Работа конденсаторной установки не допускается при разном напряжении на группах (или отдельных) конденсаторов, а также при большом перекосе фазных токов. Чтобы компенсировать реактивную мощность несимметричной нагрузки, предусмотрены отдельные КРМ.
Устанавливать компенсирующее оборудование можно в помещениях с поддерживаемой температурой от -40 до +50 градусов Цельсия. Граничные показатели указаны в паспорте установки.
КРМ оборудованы защитой от аварийного режима работы. Если установка отключилась, ее запрещено включать до выяснения причин срабатывания защиты. Все КРМ нуждаются в своевременном осмотре. Если обнаружены неисправности или повреждение элементов, установку следует вывести из работы.

Выбирая конденсаторные установки ориентируйтесь на требования к качеству электроэнергии. При необходимости поддерживать коэффициент мощности на высоком уровне, следует устанавливать автоматические устройства. Если же на предприятии оборудование задействовано постоянно, нет резких перепадов мощности, можно закупить нерегулируемые КРМ.