Поиск по сайту
Начало >> Книги >> Архивы >> Комплектные конденсаторные установки

Установки на напряжение 35 кВ и выше - Комплектные конденсаторные установки

Оглавление
Комплектные конденсаторные установки
Схемы соединений
Измерение, управление, блокировка и сигнализация
Релейная защита
Коммутационная аппаратура
Технические характеристики конденсаторов
Общие требования при выполнении
На 380В
Установки на напряжение 3—10 кВ
Установки на напряжение 35 кВ и выше
Автоматическое регулирование мощности
Комплектные конденсаторные установки за рубежом
Монтаж и эксплуатация
  1. Комплектные конденсаторные установки на напряжение 35 Кв и выше

Рост энергетической мощности на промышленных предприятиях соответственно увеличивает реактивные нагрузки, в связи с этим в настоящее время появляется необходимость выполнения на промышленных предприятиях конденсаторных батарей на напряжение 35 кВ и выше.
Так как конденсаторы на такое напряжение промышленностью не выпускаются, то для этого приходится комплектовать ККУ из конденсаторов, рассчитанных на различные напряжения: 0,66; 1,05; 3,15; 6,3 и 10 кВ. Для этого конденсаторы соединяют последовательно. Вместе с тем каждая секция последовательной группы для получения требуемой реактивной мощности имеет соответствующее количество параллельно включенных конденсаторов.
Однако при параллельно-последовательном соединении конденсаторов необходимо соблюдать определенные условия по выбору мощности и напряжения конденсаторов. Например, если применить конденсатор на более высокое напряжение, можно уменьшить количество последовательно соединенных конденсаторов. При этом соответственно сократится количество секций и их изоляция и упростится конструктивное выполнение установки.
Следует принимать при параллельно-последовательном соединении конденсаторов запас по напряжению на 10—15% с учетом неравномерного распределения напряжения между отдельными конденсаторами из-за различия их емкости на ±10%. Например, для ККУ на напряжение 35 кВ конденсаторы следует выбирать не на 35 кВ, а на 35+(3,5—5) кВ, т. е. напряжение 38,5 или 66 кВ.

Для обеспечения нормальной работы конденсаторной установки необходимо производить измерение ёмкостей последовательных групп конденсаторов в батареях, так как завод-изготовитель выпускает конденсаторы с разбросом по емкости на ±10%- При расхождении емкостей последовательных групп более 5% перестановкой отдельных конденсаторов в группах следует добиться его уменьшения.
Количество (последовательных групп в батарее подсчитывается по следующей формуле:

где Uc — наибольшее напряжение на шинах батареи, кВ;
пом.к — номинальное напряжение конденсаторов, кВ\ К\ — коэффициент, учитывающий повышение напряжения па отдельных группах конденсаторов за счет расхождения емкостей в последовательных группах: при расхождении емкостей на 5% /С=0,95; при расхождении емкостей па 10% /С=0.9:
/<2 — коэффициент, учитывающий повышение напряжения за счет последовательного включения с батареей конденсаторов индуктивное гей (реакторов и г. и.).
Пример. Подсчитать количество последовательных групп конденсаторов для конденсаторной установки на напряжение 35 кВ, соединенной в треугольник при следующих данных: (,/с = 36 кВ; Uиом.к = = 1,05 кВ; К-1 = I (индуктивность отсутствует); = 0.9 (расхождение по емкости более 10%).
Количество последовательных групп конденсаторов должно быть:

При расхождении емкости ю 5% количество последовательных групп составит:

Из примера видно, что для нормальной работы конденсаторной батареи число последовательных групп конденсаторов необходимо принять 3(5 -38.
Если не учитывать расхождение емкости, то при номинальном напряжении сети 35 кВ и конденсатора 1,05 кВ число последовательных групп конденсаторов составит: 35:1,05 = 33.
Таким образом, незначительное увеличение числа последовательных групп хотя и приведет к некоторому снижению мощности конденсаторной батареи, необходимо для надежной работы конденсаторов при напряжении 35 кВ и выше. При конструировании конденсаторных установок следует также учитывать, что повреждение одного или нескольких конденсаторов может привести к аварии всей установки. Поэтому целесообразно разделять батарею на небольшие секции, снабженные индивидуальной защитой, которая способна отключить поврежденный участок без нарушения всей установки.
При компоновке батареи нужно учитывать, что кроме внутренних пробоев диэлектрика в конденсаторах повреждениям также подвержена баковая изоляция, т. е. изоляция внутренних токоведущих частей относительно корпуса.
Величина воздействующего напряжения на баковую изоляцию зависит от количества параллельно-последовательных конденсаторов, устанавливаемых на одной металлической конструкции. Оно должно быть меньше, чем напряжение относительно корпуса.
Эти требования приводят к необходимости разделения конструкции всей конденсаторной установки на несколько отдельных металлических изолированных от земли и друг от друга конструкций.
Количество последовательных конденсаторов, устанавливаемых на одной металлической конструкции, должно быть по возможности минимальным, так как при повреждении баковой изоляции конденсатора выделяется большое количество энергии.
Чем больше последовательных групп в батарее, тем труднее получить равномерное распределение напряжения на отдельных конденсаторах и избежать перегрузки их по напряжению, а также обеспечить защиту такой установки от внутренних повреждений отдельных конденсаторов, поэтому следует применять конденсаторы на более высокое напряжение.
Пример. Рассмотрим компоновку конденсаторной батареи напряжением 35 кВ, мощностью 6 000 КВар, при соединении в звезду и напряжении в каждой фазе 20 кВ, а с учетом необходимою запаса по напряжению 10%—22 кВ. Батарея может состоять:

  1. из конденсаторов па напряжение 1,05 кВ мощностью 25 КВар, со встроенными предохранителями.

По напряжению количество компенсаторов в фазе будет 22 кВ : 1,05=21.
По мощности в одной фазе необходимо установить четыре параллельно соединенных конденсатора, т. е. 4X21=84, мощностью 84X25 КВар=2 100 КВар.
Полная мощность конденсаторной батареи в трех фазах составит 3 x2 100= 6 300 КВар\

  1. из конденсаторов на напряжение 3,15 кВ мощностью 25 КВар с индивидуальными предохранителями соответственно по напряжению 22 кВ : 3,15 = 7.

По мощности в одной фазе 12 параллельно соединенных конденсаторов, т. е. 12X7x25=2 100 КВар и мощность трех фаз 6 300 КВар

  1. из конденсаторов на напряжение 6,3 кВ составить такую батарею не представляется возможным, так как по напряжению не получается целого числа конденсаторов 22 кВ:6,3 = 3,5, а при увеличении до целого числа, например до четырех, будет большой запас по напряжению; это невыгодно по мощности, потому что она пропорциональна квадрату напряжения. В данном случае мощность батареи снизится на 37%;
  2. из конденсаторов на напряжение !0.5 кВ мощностью 25 КВар с индивидуальными предохранителями, соответственно по напряжению 22 кВ : 10,5 = 2.

По мощности в одной фазе — 42 параллельно соединенных конденсатора, т. е. 42x2x25=2 100 КВар, мощность трех фаз 3X2 100= =6 300 КВар.
Наиболее целесообразным получается второе исполнение. Оно соответствует основному требованию; количество последовательно соединенных конденсаторов наименьшее (7), а количество соединенных параллельно конденсаторов наибольшее (12). Конденсаторы на напряжение 3,15 кВ имеют большее испытательное напряжение на корпус (18 кВ) и между выводами (6,93 кВ)  по сравнению, например, с конденсаторами 1,05 кВ, которые соответственно имеют 5 и 2,31 кВ.
Следовательно, батарея напряжением 35 кВ, составленная из конденсаторов напряжением 3,15 кВ с индивидуальными предохранителями, будет работать надежнее, чем с конденсаторами напряжением 1,05 кВ.
Конструкция этой батареи получается также более целесообразной и в техническом отношении.
При комплектации конденсаторной батареи на напряжение 35 кВ целесообразно устанавливать конденсаторы на отдельных конструкциях по их напряжению, т. е. при составлении батареи по схеме звезды и напряжении в фазе 22 кВ для конденсаторов 1,05 кВ по условию изоляции их нужно было установить на 22 отдельных конструкциях; каждая из них должна иметь изоляцию относительно земли, рассчитанную на 35 кВ.
Если батарея при параллельном соединении неэкономично ввиду значительного расхода изоляторов напряжением 35 кВ на 22 отдельных конструкциях в каждой фазе. В таком случае следует установить на одной конструкции по две или четыре группы параллельно соединенных конденсатора, но при этом каждая из них ввиду их низкой изоляции, кроме общей изоляции на 35 кВ, должна быть дополнительно установлена на изоляторах напряженном 3 или 6 кВ для изоляции группы между собой.
Схемы соединений конденсаторных батарей напряжением 35 кВ в звезду
Рис. 33. Схемы соединений конденсаторных батарей напряжением 35 кВ в звезду (одной фазы). а — из конденсаторов на напряжение 1,05 кВ нз 22 последовательных групп по четыре параллельно; 6 — из конденсаторов на напряжение 3,15 кВ из 7 последовательных групп по 12 параллельно (цифры указывают последовательные группы).
Таким образом, можно скомплектовать батарею на 35 кВ из конденсаторов на напряжение 1,05 кВ из 22, 11 1ли 6 отдельных конструкций в каждой фазе (рис. 33,о).
При составлении на такую же мощность батареи на 35 кВ из конденсаторов на напряжение 3,15 кВ при установке их на семи отдельных конструкциях в каждой фазе получается, что каждая конструкция соответствует по напряжению одному конденсатору. При этом требуется только изоляция конструкции с конденсаторами от земли на изоляторах напряжением 35 кВ (рис. 33,6).
Наружная установка конденсаторов
Рис. 34. Наружная установка конденсаторов.
а — на опорных изоляторах напряжением 35 кВ- и — на подвесных конструкциях па изоляторах напряжением 35 кВ.
Если батарею составить из конденсаторов 10,5 кВ, то можно было бы установить каждую фазу на одной конструкции. Но ввиду большого числа параллельно соединенных конденсаторов (42 шт.) и для большей надежности лучше установить конденсаторы на двух или четырех отдельных конструкциях в каждой фазе.
При компоновке батарей необходимо предусматривать жесткое крепление конденсаторов к металлическим конструкциям, на которых они установлены.
Ошиновка при параллельно-последовательном соединении конденсаторов должна быть выполнена гибкими проводами или гибкими шинами с компенсаторами для предотвращения возникновения нагрузок на изоляторы конденсаторов при изменении температуры или аварии с соседними конденсаторами.
Установку конструкции с конденсаторами для изоляции от земли можно выполнять на опорных (рис. 34,о) и подвесных (рис. 34,6) изоляторах напряжением 35 кВ.
При выполнении подвесной металлической конструкции с конденсаторами па обычных подвесных изоляторах типа Г1-4,5 с оттяжными гирляндами увеличивается количество металла и изоляторов и усложняется монтаж установки.
Установка конденсаторов на опорных изоляторах экономичнее и надежнее, чем на подвесных.
При установке конструкций изоляторов следует изготовлять фундаменты под опорные изоляторы таким образом, чтобы исключить их перемещение от неравномерных деформаций (осадки) грунта и избавиться от воз   можности перекоса конструкции с конденсаторами, что может привести к повреждению опорных изоляторов (их растрескиванию).
Конструкции, скомплектованные из группы конденсаторов на опорных изоляторах, могут выполняться из отдельных блоков на заводе или в приобъектных мастерских и доставляться в готовом виде на место монтажа конденсаторной установки Конденсаторные установки из этих блоков могу г выполняться в одни, два и три яруса.
Внедрение конденсаторных установок напряжением выше 10 кВ все шире распространяется на промышленных предприятиях, мощность этих установок значительно возрастает.
Однако применение конденсаторов с малой единичной мощностью (до 25 КВар) и на напряжение до 500— 1 000 в ввиду их сравнительно простого изготовления на конденсаторных заводах не может в перспективе решить проблему создания в стране конденсаторных установок на напряжение выше 10 кВ (35—110 кВ и выше), так как из-за большого числа последовательно соединенных конденсаторов в батарее невозможно получить равномерное распределение мощности и напряжения па отдельном конденсаторе. При большом числе последовательно соединенных конденсаторов они неравномерно перегружаются и быстро приходят в негодность.
Таким образом, комплектовать конденсаторные установки на напряжение выше 10 кВ (35—110 кВ и выше) следует только из конденсаторов на напряжение 3—10 кВ с единичной мощностью не менее 50—100 КВар с индивидуальной защитой малогабаритными предохранителями, установленными снаружи конденсатора. Применяемые в настоящее время конденсаторы со встроенными внутрь плавкими предохранителями, не обеспечивают надежной защиты конденсатора. При перегорании 10—15% плавких вставок конденсатор еще может продолжать оставаться в эксплуатации, а при дальнейшем их перегорании (ввиду перегрузки оставшихся секций) после перегорания идет ускоренно и в большинстве случаев приводит к взрыву бака конденсатора.
За рубежом встроенные внутрь конденсатора плавкие предохранители применяются сравнительно редко, а малогабаритные предохранители наружной установки имеют широкое распространение.
flpn комплектовании батареи in конденсаторов с единичной мощностью 100 КВар и более защиту их можно осуществлять не только индивидуальными предохранителями, но и более чувствительной релейной защитой на полупроводниковых элементах, разделяя батарею конденсаторов на отдельные группы, с установкой специальных малогабаритных трансформаторов тока или напряжения.
Конденсаторные установки па напряжение  выше 10 кВ, как правило, должны выполняться наружной установки, для чего необходим выпуск в достаточном количестве конденсаторов наружной установки.
При создании конденсаторных установок напряжением выше 10 кВ необходима также специальная коммутационная аппаратура, отсутствие которой тормозит применение этих установок.
Наиболее прогрессивным в настоящее время выключателем для конденсаторных установок является вакуумный выключатель, допускающий практически неограниченное количество включений и исключающий повторные зажигания. Применение вакуумного выключателя успешно решает проблему автоматического регулирования мощности конденсаторных установок, причем наибольшее распространение должно получить регулирование мощности по времени суток от программного устройства с коррекцией по напряжению.



 
« Компенсация емкостных токов в сетях с незаземленной нейтралью   Конденсаторные установки »
Карта сайта + все метки | Контакты
© Электроэнергетика При перепечатке и цитировании активная гиперссылка на сайт обязательна.