Рис. 9.3. Схема индивидуальной компенсации:
1 — питающая сеть; 2 — рубильник; 3 — плавкие предохранители; 4 — асинхронный электродвигатель; 5 — статические конденсаторы
При размещении статических конденсаторов должны быть соблюдены требования «Правил устройства электроустановок» и пожарной безопасности. Применяются следующие системы компенсации реактивной мощности, от которых зависит и размещение статических конденсаторов.
- Индивидуальная компенсация, когда реактивная мощность компенсируется подключением статических конденсаторов непосредственно к клеммам электроприемника.
На рис. 9.3 представлена схема установки конденсаторов на напряжение 0.38 кВ непосредственно у асинхронного электродвигателя. Способ индивидуальной компенсации реактивной мощности является наиболее совершенным, так как в этом случае от реактивных токов разгружается не только энергосистема и подстанция, но и сеть низкого напряжения. Однако этот способ имеет серьезные недостатки: а) сравнительно высокая стоимость из-за необходимости установки большего количества компенсирующих устройств; б) время использования компенсирующего устройства невелико, так как с отключением от сети электродвигателя отключаются и конденсаторы.
- Групповая компенсация, когда имеет место компенсация реактивной мощности для целой группы электроприемников. При этом статические конденсаторы подключаются либо к шипам силовых шкафов, установленных в цехах, либо к шинам вводно-распределительного щита цеха. Для компенсации реактивной мощности в осветительных сетях с лампами ДРЛ конденсаторы устанавливаются у групповых распределительных щитков.
На рис. 9.4 представлена схема подключения конденсаторной батареи к шинам силового распределительного пункта.
При этом способе распределительная силовая сеть не разгружается от реактивных токов. Использование во времени компенсационного устройства по сравнению с индивидуальной компенсацией несколько увеличивается. Мощность компенсационной установки, размещенной у группового шкафа, не должна быть больше 30 квар.
Во взрыва- и пожароопасных помещениях статические конденсаторы устанавливать не разрешается.
3. Централизованная компенсация реактивной мощности, при которой осуществляется компенсация реактивной мощности всего цеха или даже предприятия. При этом способе, если компенсационное устройство подключается к шинам низкого напряжения трансформаторной подстанции, питательная и распределительная сети низкого напряжения не разгружаются от реактивных токов, а при подключении конденсаторов к шинам высокого напряжения не разгружаются от реактивных токов и обмотки силовых трансформаторов.
Иногда батареи статических конденсаторов средней и большой мощности разделяют на несколько секций (100—150 квар), что создает удобство осмотра и ремонта каждой секции в отдельности и возможность регулирования потребления реактивной мощности посменно в течение рабочего дня.
В установках свыше 1 кВ конденсаторные батареи небольшой мощности подключаются к сети через разъединители и высоковольтные предохранители. В цепи конденсаторной батареи обычно устанавливаются три амперметра и один вольтметр, а для батареи большой мощности устанавливается еще и счетчик реактивной энергии.
По показаниям счетчика можно определить величину реактивной энергии, выработанной и отданной в сеть батареей статических конденсаторов.
Рис. 9.4. Схема групповой компенсации: 1 — шины силового шкафа; 2 — отключающий аппарат; 3 — плавкие предохранители; 4— типы компенсационного устройства; 5 — конденсаторы; 6 — разрядное сопротивление; 7 — отходящие линии к силовым электроприемникам
Ток плавкой вставки предохранителя для защиты конденсаторной батареи определяется по формуле
Рис. 9.5. Размещение статических конденсаторов в шкафу:
1 — каркас; 2 — нижняя дверь; 3 — боковая панель; 4 — маркировочная табличка; 5 — болт для переносного заземления; 6 — амперметр; 7 — автоматический выключатель, 8 — дверной замок; 9 — трансформатор тока; 10 — конденсатор; 11 — изолятор; 12 — гибкая связь; 13 — фиксирующая планка; 14 — цоколь; 15 — разрядная лампа; 16 — шина
Низковольтные статические конденсаторы, устанавливаемые в цехах, располагаются в металлических шкафах в один или в два ряда. Если же они устанавливаются в специальном помещении, то конденсаторы располагаются на стеллажах. На рис. 9.5 представлен металлический шкаф для установки конденсаторов напряжением до 0,38 кВ.
Вопрос о наиболее рациональном размещении конденсаторов является довольно сложным и определяется технико-экономическими расчетами, которые производятся на основании «Руководящих указаний по повышению коэффициента мощности в установках потребителей электрической энергии», утвержденных Союзглавэнерго в 1961 г.
Для рационального распределения компенсирующих устройств между сторонами высокого и низкого напряжения пользуются формулой, которая определяет наивыгоднейшую мощность низковольтных конденсаторов (т. с. часть от общей реактивной мощности компенсационного устройства, которая должна быть установлена на стороне низкого напряжения):
Пример 2. Промышленное предприятие работает со среднегодовой активной нагрузкой в 1400 кВт. Естественный средневзвешенный коэффициент
Для поддержания наивыгоднейшего режима работы предприятия рекомендуется автоматическое регулирование мощности конденсаторных установок, в зависимости от времени суток, изменения тока или напряжения.
