Комплектные конденсаторные установки - Установки на напряжение 3—10 кВ

1. Комплектные конденсаторные установки на напряжение 3—10 кВ

Комплектные конденсаторные установки на напряжение 3—10 кВ обычно выполняются единичной мощностью не менее 300 КВар. Это объясняется главным образом экономическими соображениями. Полная стоимость комплектных конденсаторных установок определяется стоимостью собственно ККУ и необходимой для ее управления ячейки РУ.
Стоимость конденсационной установки мощностью 300 КВар составляет 1/4 стоимости ячейки РУ.
Таким образом, комплектная конденсаторная установка на напряжения 3—10 кВ выгоднее комплектовать на большую мощность. Однако увеличение единичной мощности ККУ не всегда целесообразно, поскольку при этом необходимо осуществлять покрытие реактивной нагрузки по возможности вблизи этой нагрузки и к тому же различной мощности.
В местах, где отсутствует реактивная нагрузка или она изменяется в очень широких пределах, нежелательно сосредоточивать нерегулируемую ККУ большой мощности в единице, как это может оказаться удобным по конструктивным или иным соображениям.
Стремление к улучшению общего коэффициента мощности предприятия, независимо от реактивной нагрузки, включение большой мощности комплектных конденсаторных установок при незначительных реактивных нагрузках, меньше мощности конденсаторной батареи, создает перенапряжения, а в некоторых случаях резонансные явления в сети, которые вредно отражаются на конденсаторах и электрооборудовании в данном районе электроснабжения.
Сосредоточение в одном месте нескольких комплектных конденсаторных установок большой мощности также нежелательно, так как в этом случае возможна параллельная работа этих установок, при которой возникают переходные процессы, вызывающие броски тока и перенапряжения. Поэтому целесообразно  рассредоточить ККУ, максимально приблизив их к месту покрытия реактивных нагрузок данного цеха.

Рис. 20. Схемы исполнений КУ внутренней установки на напряжение 6(10) кВ.
Если по конструктивным особенностям подстанции, характеру суточного изменения реактивных нагрузок и степени ответственности потребителей потребуется сосредоточить большие мощности конденсаторных батарей в одном месте, то их необходимо разделить на секции, причем часть секций может быть включена постоянно, а другая — выполнена с автоматическим регулированием.
Для промышленных предприятий, имеющих напряжения 6 и 10 кВ, рекомендуется применять ККУ с единичной мощностью 300, 450, 600, 750, 1200 КВар и более.
Схемы комплектных конденсаторных установок на 6 и 10 кВ приведены на рис. 20.
Компоновка необходимой мощности ККУ может быть выполнена из двух типовых конструктивных элементов этой установки: ячейки ввода типа В-1 и нескольких одинаковых ячеек типа К-1 с конденсаторами.
В ячейке ввода типа В-1 ошиновка конденсаторной батареи выполняется по схеме треугольника или звезды.
Для разрядки конденсаторов установлены два однофазных трансформатора напряжения. Сигнальные лампы установлены для контроля напряжения на батарее.
Ячейку ввода можно подключить кабелем или шинами к выключателю высокого напряжения, который располагается в РУ.
В ячейке ввода может быть установлен малообъемный, воздушный или вакуумный выключатель с дистанционным приводом для автоматического управления батареей
При совместной комплектации ячейки ввода и ячеек конденсаторов должна быть обязательно предусмотрена возможность установки ячейки ввода как с правой, так и с левой стороны ячеек конденсаторов.
Если применяют конденсаторную батарею, состоящую из нескольких секций, то каждая ячейка ввода секции батареи должна иметь разъединитель, привод которого должен быть сблокирован с общим выключателем конденсаторной батареи.
При применении для автоматического регулирования автоматического выключателя, установленного на выкатной тележке, обеспечивающего видимый разрыв цепи при выкатывании тележки в ремонтном положении, отдельный разъединитель не требуется.
Ячейки типа К-1 с конденсаторами рекомендуется выполнять в виде отдельной однотипной конструкции мощности 150—300 КВар на напряжение 6, 10 кВ с двух- или трехъярусным расположением шести девяти однофазных конденсаторов с защитой их индивидуальными предохранителями.
В такой однотипной ячейке в случае необходимости, не меняя ее конструкции, можно получить меньшую (промежуточную) мощность, установив соответственно в каждой фазе меньше на одинаковое количество конденсаторов.
Например, три мощности одной ячейки 300 КВар, имеющей в трех фазах по два конденсатора второго габарита мощностью по 50 КВар, можно уменьшить мощность ячейки на 150 КВар, установив в каждой фазе на один конденсатор меньше, и получить мощность ячейки всего 3X 1X50=150 КВар.
Следует отметить, что при изготовлении ячейки конденсаторов более экономично принимать конденсаторы большей единичной мощностью, т. е. второго габарита.
Нели в рассмотренной выше ячейке с конденсаторами 3x2x50 = 300 КВар применить конденсаторы первого га барита мощностью но 25 КВар и расположить их в три яруса по три конденсатора в трех фазах, можно получить мощность ячейки на 25% меньше, т. е. 3X3X25 = = 225 КВар. В этом случае будет дополнительно затрачено больше предохранителей, изоляторов и другого вспомогательного оборудования и материалов.
Полная стоимость ККУ, изготовленной из конденсаторов второго габарита, также будет на 13—15%   меньше стоимости комплектных конденсаторных установок из конденсаторов первого габарита.
Многие зарубежные фирмы перешли на серийный выпуск конденсаторов напряжением выше 1 000 в единичной мощностью 50—100 КВар.
Конструкция конденсаторной установки на 3—10 кВ мощностью 600 КВар с конденсаторами второго габарита, которые защищены индивидуальными предохранителями, показана на рис. 21.

Рис. 21. Конденсаторная установка на напряжение 3—10 кВ мощностью 600 КВар.
Для различной мощности батареи, кроме сечения главных шин, которые должны быть выбраны соответственно току батареи, конструкции ячеек ввода и конденсаторных остаются беч изменения.
Ошиновка ККУ должна быть также рассчитана на мощность трехфазного короткого замыкания 350 МВА при напряжении 10 кВ и соответственно 200 МВА при 6 кВ и 100 МВА при 3 кВ.
Для равномерного распределения нагрузки на главные шины при мощности батареи 900—2 000 КВар ячейку ввода располагают в середине между ячейками с конденсаторами.
В ячейках конденсаторы располагаются открыто на конструкциях прислонного типа и со стороны обслуживания защищены металлической сеткой.
При установке м в производственных помещениях открыто расположенные главные шины и конденсаторы закрываются металлическим кожухом, в котором должны предусматриваться отверстия (жалюзи) для вентиляции.
В ячейках конденсаторы следует жестко прикреплять к металлическим конструкциям, на которых они установлены.
Ответвления от главных шин к конденсаторам во всех случаях при изготовлении батареи необходимо выполнять только гибким проводом или тонкими гибкими шинами для предотвращения возникновения нагрузок па изоляторы конденсаторов при изменении температуры окружающей среды или аварии с соседними конденсаторами.
Конструкция ККУ должна обеспечивать свободный доступ к конденсаторам и предохранителям, а также допускать легкую замену этих конденсаторов и другой аппаратуры без снятия главных шин.
Каждый конденсатор в ККУ должен быть заземлен соединением имеющегося на корпусе конденсатора болта для заземления с металлическим каркасом батареи отдельной стальной шиной.
Заземление каждой ячейки ККУ также должно быть осуществлено присоединением (сваркой) к общему контуру заземления.
Двери ячеек комплектных конденсаторных установок должны закрываться на замок.
Конденсаторные батареи, предназначенные для внутренней установки, могут быть применены и для открытой установки, при этом они должны быть помещены в металлический шкаф с уплотнениями от попадания на них атмосферных осадков. Такие защищенные конденсаторные батареи применяются обычно для передвижных конденсаторных установок, когда необходимость в компенсации реактивной мощности является временной, например на период строящегося объекта
Мощность передвижных комплектных конденсаторных установок обычно не превышает 300—600 КВар. Конструктивно передвижная комплектная конденсаторная установка отличается от комплектных конденсаторных установок для внутренней установки тем, что она помещена в шкаф с уплотнениями, который устанавливается на салазки для передвижения по дорогам до места назначения (рис. 22).
Для индивидуальной компенсации при подключении конденсаторной батареи непосредственно к электроприемникам (двигателям, трансформаторам, печным установкам и т. TI.) возможна установка конденсаторов вблизи этих электроприемников в открытом исполнении или па конструкциях. При этом изоляторы конденсаторов и кабельная воронка должны быть по условиям техники безопасности закрыты кожухом.
Комплектные конденсаторные установки мощностью более 1 000 КВар целесообразно выполнять для наружной установки в одноярусном и многоярусном исполнениях.

Рис. 22. Передвижная конденсаторная установка мощностью 500 КВар.
Принцип выполнения конденсаторной батареи для наружной установки остается таким же, как и при ее внутренней установке. Однако необходимо учитывать, что конденсаторы следует устанавливать от земли на высоте не менее чем на 500 мм; расстояние между конденсаторами при их установке, также может быть увеличено. Маслосборные ямы под ККУ в этом случае предусматривать не следует.
Конденсаторная установка для наружной установки должна допускать присоединение как от кабельной, так и от воздушной линии.
При многоярусном исполнении ККУ расстояние между ярусами должно обеспечивать свободный доступ к конденсаторам при замене аварийного конденсатора.
Конструкцию многоярусного ККУ желательно выполнять так, чтобы каждый ярус представлял собою отдельный блок для удобства транспортировки и монтажа.
На рис. 23 приведены схемы конденсаторной установки на 6(10) кВ для наружной установки. Конструкция такой установки в зависимости от необходимой мощности и схемы соединения батареи может состоять из трех блоков типа К-2, состоящих из конденсаторов2(6X25) =
= 300 КВар, располагающихся вертикально один над другим, что составит общую мощность 3X300 = 900 КВар Для получения большей мощности батареи эти блоки можно установить по два или три на фазу, что составит соответственно мощность 3(2X300) = 1 800 или 3(3X Х300)=2 700 КВар.

Рис. 23. Схемы исполнений КУ наружной установки на напряжение 6(10) ко
Компоновкой из однотипных блоков конденсаторов можно получить необходимую мощность конденсаторной батареи, а вертикальная их установка займет минимальную площадь. Если учесть, что возможно изготовление конденсаторов на напряжение 6-10 кВ со встроенными разрядными сопротивлениями, то отпадает необходимость в трансформаторах напряжением для разряда. Таким образом, конструкция блоков конденсаторов будет еще более упрощена.

Технические данные конденсаторных установок серии КУ

1 К — конденсаторная; У — установка; 6 — номинальное напряжение, к в; I — габарит.

Конденсаторные установки серии КУ напряжением 6—10 кВ внутренней установки изготовляются на Усть-Каменогорском конденсаторном заводе.
Ниже приводится описание конденсаторных установок серии КУ, а в табл. 6 приведены их технические данные.

Рис. 24. Принципиальная схема соединений конденсаторной установки серии
КУ 6(10) кВ.
Конденсаторные установки серии КУ рассчитаны на присоединение кабелем к стандартной ячейке с выключателем КРУ, тип которой зависит от конкретных условий и требований.
Конденсаторы в КУ приняты однофазные типа КМ2-6,3 или КМ2-10,5 напряжением соответственно 6,3 и 10,5 кВ мощностью по 25 КВар, соединяемые по схеме треугольника.
Принципиальная схема соединений конденсаторной установки серии КУ на напряжение 6(10) кВ приведена на рис. 24.
Групповая защита конденсаторов в 1\У предусмотрена при помощи предохранителей типа ПК-6/75 для КУ на напряжение 6 кВ и ПК-10/50 для КУ па напряжение 10 кВ.
Конденсаторные установки, состоящие из конденсаторов
и вспомогательного электрооборудования (трансформаторов напряжения и предохранителей), смонтированы на специальной конструкции из угловой стали.
Конструкция КУ па напряжение 6(10) кВ показана на рис. 25.
Установки состоят из скрепленных друг с другом вводной ячейки и двух (для установок КУ-10-1 и КУ-6-1) или трех (для установок КУ-10-П и КУ-6-П) конденсаторных ячеек.
Конденсаторные ячейки одного напряжения полностью взаимозаменяемы.
57
Во вводной ячейке смонтированы предохранители высшего напряжения, а в конденсаторных ячейках — в два яруса конденсаторы.
 
Лицевая сторона ячеек образована сетчатой дверью, двумя стойками, карнизом и цоколем. Крайние ячейки имеют боковые панели из листовой стали.
Конденсаторная установка поставляется отдельными ячейками с батареей конденсаторов и вспомогательным электрооборудованием.

Рис. 25. Конструкции конденсаторных установок типа  КУ-6 II и КУ-10-II.
1 — болт для заземления; 2 — маркировочная табличка; 3— боковая панель; 4 ~ ячейка ввода; 5 — конденсаторная ячейка; 6 — каркас; 7 — дверь; 8 — гибкая связь; 9 — стальные шины; 10 — конденсатор; 11 —трансформатор напряжении; 12 — изолятор. 13 — предохранитель.
Минимальные размеры помещения для размещения КУ на 6(10) кВ при однорядной и двухрядной установке приведены на рис. 26.
Пример установки па полу КУ на напряжение 6(10) кВ приведен на рис. 27.
Закладные детали выполняют, как показано на рис. 28. Анкеры изгибаются на месте установки в зависимости от толщины пола или перекрытия.
При установке нескольких КУ на напряжение 6(10) кВ в одном помещении показано (рис. 29), при общем количестве масла более 600 кг должны быть предусмотрены сборники с отводом масла и соответствующее место по трубе диаметром 100 мм, рассчитанные на 20% масла, содержащегося в каждой ККУ.

Рис. 26. Минимальные размеры помещений для размещения конденсаторных установок типов КУ-6 11 и КV-10-11 для однорядной (а) и двухрядной (б) установки.
Пунктиром показаны ограждения или границы зоны свободного прохода.

Рис. 27. Установка КУ 6(10) кВ на полу.
1 — закладная детали; 2 — труба для подвода кабеля

28. Закладная деталь.

Рис. 29. Установка КУ 6(Ш)-П в помещении (при количестве масла во всех конденсаторах более 600 кг)

1. — маслосборник; 2 — подход кабелей.

Таблица 7

1 к _ конденсаторная: У — установка; II — наружного исполнения; 6 — номинальное напряжение, кВ\ I — габарит.

Рис. 30. Принципиальная схема соединений конденсаторной установки серии КУН 6(10) кВ.
На Усть-Каменогорском конденсаторном заводе изготовляются конденсаторные установки серии КУН на напряжение 6—10 кВ для наружной установки (табл. 7).
Эти конденсаторные установки рассчитаны на присоединение от кабельной или воздушной линии к стандартной ячейке КРУ.
Конденсаторы в КУ приняты для наружной установки, однофазные типа КМН-6,3 или КМН2-10.5 напряжением соответственно 6,3 и 10,5 кВ, мощностью по 25 КВар, соединяемые по схеме треугольника

Принципиальная схема соединений конденсаторной установки серии КУН приведена на рис. 30.

Рис. 31. Конструкция конденсаторной установки серии КУН.
1 —кожух, 2 - каркас; 3- изолятор; 4 предохранитель; 5 конденсатор; 6 маркировочная табличка; 7 — трансформатор напряжения, 8 — контур заземления; 9—болт М10; 10—воздушный ввод.
Технические данные конденсаторных установок серии КУН

В конденсаторной установке серии КУН предусмотрена групповая защита конденсаторов с предохранителями высокого напряжения типа ПКН для наружной установки.
Конденсаторная установка смонтирована на специальной конструкции из угловой стали, устанавливаемой на железобетонном фундаменте.
Конструкция конденсаторных установок серии КУН показана на рис. 31.

Одноярусная батарея конденсаторов и предохранителей смонтирована в нижней части конструкции, а в верхней— установлены трансформаторы напряжения типа НОМ-6 или НОМ-10.
Рис. 32. Наружная установка двух конденсаторных установок серии КУН 6(10) кВ.

1. — труба для подвода кабели; 2 — сетчатое ограждение: 3 — рама из швеллера № 10.

Конденсаторные установки серии КУП поставляются в виде отдельных конструкций с батареей конденсаторов и вспомогательного оборудования
Пример наружной установки двух конденсаторных установок серии КУП приведен на рис. 32.
Монтаж конденсаторных установок па месте сводится к креплению установки к фундаменту, присоединению к электросети и заземлению.
Болты и гайки для крепления не поставляются, для заказа достаточно указать тип конденсаторной установки и ее завод-изготовитель. Например, конденсаторная установка типа КУН-6-II, Усть-Каменогорский конденсаторный завод.