Типовые схемы подключения УКРМ | Проектирование электроснабжения

Для повышения коэффициента мощности в электрических сетях применяют устройства компенсации реактивной мощности. УКРМ – отличный инструмент для выполнения программы энергосбережения и снижения потребляемой реактивной мощности.

Компенсация реактивной мощности актуальна в основном для промышленных объектов, где используется огромное количество электродвигателей.

Существуют как автоматические так и нерегулируемые конденсаторные установки. Предпочтение следует отдавать АКУ.

Кстати, у меня имеется программа для расчета емкости конденсаторной установки.

Обязательным условием для автоматической компенсации реактивной мощности является наличие внешнего измерительного трансформатора тока, измеряющего фазный ток потребления нагрузки, которую предполагается компенсировать. В некоторых случаях для суммирования сигналов тока с нескольких внешних ИТТ для одной КРМ применяется суммирующий трансформатор тока. При таком способе включения внешние ИТТ, должны быть установлены в одинаковой фазе на вводах, и коэффициенты трансформации их должны быть одинаковы.

Рассмотрим основные схемы подключения УКРМ в условно-симметричной сети 0,4кВ. В такой сети достаточно контролировать ток в одной фазе.

1 Индивидуальная компенсация реактивной мощности.

Индивидуальная компенсация реактивной мощности

В данной схеме силовая часть КРМ присоединяется непосредственно на зажимы крупного потребителя РМ (или в непосредственной близости). Внешний ИТТ (ТА1) устанавливается на одной из фаз ввода потребителя.

2 Групповая компенсация реактивной мощности.

Групповая компенсация реактивной мощности

При групповой компенсации силовая часть КРМ присоединяется на шины групповой сборки (ШР, ЩС и т.д.). Внешний ИТТ (ТА1) устанавливается на одной из фаз ввода группового щита.

3 Групповая компенсация реактивной мощности при питании с 2-х вводов.

Групповая компенсация реактивной мощности при питании с 2-х вводов

Для реализации данной схемы используют два измерительных трансформатора тока и суммирующий трансформатор тока. Внешние ИТТ (ТА1 и ТА2) устанавливаются на одной из фаз вводов группового щита. Для суммирования показаний тока с внешних ИТТ применяется суммирующий ТТ (ТА3). Коэффициенты трансформации внешних ИТТ (ТА1, ТА2) должны быть одинаковы.

4 Централизованная компенсация реактивной мощности.

Централизованная компенсация реактивной мощности

Пожалуй, одна из самых распространенных схем компенсации реактивной мощности. Внешний ИТТ (ТА1) устанавливаются на одной из фаз ввода секции шин 0,4кВ.

5 Централизованная компенсация реактивной мощности с двумя питающими трансформаторами.

Централизованная компенсация реактивной мощности с двумя питающими трансформаторами

Питающие трансформаторы могут работать как по отдельности, так и в параллели. Внешние ИТТ (ТА1, ТА2) устанавливаются на одной из фаз вводов секции шин 0,4кВ. Для согласования сигналов тока применяется суммирующий ТТ (ТА3), коэффициенты трансформации ИТТ ТА1 и ТА2 должны быть одинаковы.

6 Централизованная посекционная компенсация реактивной мощности с двумя питающими трансформаторами.

Централизованная посекционная компенсация реактивной мощности с двумя питающими трансформаторами

В данной схеме реализовано две секции шин с двумя питающими трансформаторами (Т1, Т2) и активным секционным выключателем (QS3). Внешние ИТТ (ТА1, ТА2) устанавливаются на одной из фаз вводов секции шин 0,4кВ, а также на межсекционной связи (ТА3, ТА4). Для согласования сигналов тока применяется суммирующие ТТ (ТА5, ТА6), коэффициенты трансформации ИТТ ТА1 — ТА4 должны быть одинаковы.

Я думаю теперь у вас возникнет меньше вопросов, при проектировании объектов, нуждающихся в компенсации реактивной мощности.

Советую почитать:

Вы можете пролистать до конца и оставить комментарий. Уведомления сейчас отключены.

Схемы подключения УКРМ |

Монтаж установок компенсации реактивной мощности (УКРМ) выполняется в точном соответствии с предварительно разработанным проектом. Этот документ должен содержать всеобъемлющий набор данных, касающихся конструкции и схемы подключения УКРМ. Изменения в проект могут вноситься только с одобрения разработчика. Помимо проектной документации необходимо иметь разрешение от службы надзора за энергосистемой.

Все работы, связанные с монтажом компенсатора, можно разделить на две стадии:

1. Подготовительный этап.

Стандартная схема подключения УКРМ

Одновременно со строительными работами выполняется разметка участка с последующей установкой опор и крепежных элементов. Параллельно осуществляют приемку оборудования. Согласно тому, как была разработана схема подключения УКРМ, монтируются токопроводящие линии и сети заземления. Устраивается общая система освещения. Отдельные электротехнические устройства собирают, если это возможно, в блоки. На специально организованном производственном участке изготавливают каркас, ограждение, различные приспособления.

2. Основной этап.

На этой стадии приступают к непосредственному монтажу конденсаторной установки и прокладке кабелей. Монтажным работам предшествует приемка объектов, сооруженных строительными организациями, для засвидетельствования которой подписывается акт.

Помимо проекта монтажники должны учитывать требования таких документов:

— инструкция производителя УКРМ;

— «Правила устройства электроустановок»;

— «Технические условия на производство и приемку строительных и электромонтажных работ».

В общем случае придерживаются следующего порядка выполнения монтажных работ:

Различные схемы подключения УКРМ

1. Установка на фундаментные болты ограждения и каркаса. Правильность установки контролируется уровнем.

2. Монтаж конденсаторов и сборных шин.

Независимо от схемы подключения УКРМ, конденсаторы следует располагать вертикально изоляторами вверх.

3. Прокладка силовых и контрольных кабелей.

Схема подключение конденсаторной установки предусматривает выполнение двух условий:

— при параллельном соединении конденсаторов суммы номинальных емкостей в отдельных секциях батареи должны отличаться от среднего значения не более, чем на 5%;

— при параллельно-последовательном соединении емкости последовательно соединенных групп конденсаторов должны быть уравнены.

Материалы для инженера — УКРМ

Чертежи в формате AutoCADDWG

Информационная сборка содержит 48 файлов по теме компенсация реактивной мощности, в формате AutoCAD DWG.

1. Схемы соединений секций конденсаторов (параллельное; последовательное; параллельно-последовательное).

 

2. Чертеж конденсатора выше 1000В со встроенными разрядными резисторами.

 

3. Схемы подключения сопротивлений для разряда КУ.

 

4. Схемы присоединения конденсаторных установок 380В.

 

5. Способы подключения конденсаторных установок к сети.

 

6. Принципиальная схема канала высокочастотной связи по ЛЭП.

 

7. Принципиальная схема отбора мощности от ЛЭП.

 

8. Схемы соединения конденсаторных установок 3 – 10 кВ.

 

9. Схемы конденсаторных установок 6 – 10 кВ с тремя конденсаторными установками на двух секциях.

 

10. Схема подключения обособленной, КУ к электрическим сетям.

 

11. Схемы подключения конденсаторных установок в распределительных сетях.

 

12. Схемы регулирования конденсаторных установок.

 

13. Схема подключения КУ с двумя однофазными трансформаторами типа НОМ.

 

14. Схема подключения установки продольной емкостной компенсации (УПК).

 

15. Принципиальная электрическая схема подключения ступенчатого КРМ.

 

16. Принципиальная схема статического компенсатора реактивной мощности, состоящего из управляемого реактора и форсируемой конденсаторной установки.

 

17. Принципиальные схемы форсировки мощности конденсаторных установок.

 

18. Схема подключения фильтров высших гармоник с общим выключателем для всех групп конденсаторных установок.

 

19. Схема подключения фильтров высших гармоник с выключателем на каждой группе конденсаторной установки.

 

20. Схема соединения реакторов и конденсаторов в силовых фильтрах.

 

21. Чертеж компоновки устройства фильтра высших гармоник, состоящего из четырех КУ 6 кВ и реакторов.

 

22. Схема одной группы устройства фильтра высших гармоник, состоящего из конденсаторных установок 6 кВ и трех однофазных реакторов, соединенных в звезду.

 

23. Схемы соединений одной фазы конденсаторной установки 35 кВ в звезду.

 

24. Принципиальная схема защиты вращающихся машин от атмосферных перенапряжений.

 

25. Принципиальная схема присоединения конденсаторных установок 35 кВ для компенсации реактивной мощности ферросплавной печи.

 

26. Принципиальная схема присоединения конденсаторных установок 35 кВ для компенсации реактивной мощности однофазных графитировочных печей.

 

27. Схема компенсации реактивной мощности блока вспомогательных цехов трубопрокатного завода на напряжении 6 кВ.

 

28. Схема непосредственного присоединения конденсаторной установки к силовому трансформатору через ячейку в РУ 6 кВ.

 

29. Схема одноступенчатого автоматического регулирования КУ по напряжению с одним реле напряжения.

 

30. Схема подключения дросселя (реактора) к конденсатору РМ.

 

31. Схема трехфазного включения компенсатора РМ с помощью контактора и токоограничивающих резисторов.

 

32. Схема соединений регулятора реактивной мощности VMtec.

 

33. Схема электрическая принципиальная нерегулируемой КРМ 0,4 кВ 50 кВАр (по чертежам ООО «БЭМП»).

 

34. Схема электрическая принципиальная нерегулируемой КРМ 0,4 кВ 150 кВАр (по чертежам ООО «БЭМП»).

 

35. Типовые электрические схемы LC-фильтров.

 

36. Схема электрическая принципиальная регулируемой КРМ 0,4 кВ 300 кВАр (по чертежам ООО «БЭМП»).

 

37. Схема ячейки ввода нерегулируемой КРМ 6,3 кВ 1800 кВАр (по чертежам ООО «БЭМП»).

 

38. Схема подключения нерегулируемой КРМ 6,3 кВ 1800 кВАр (по чертежам ООО «БЭМП»).

39. Схема ячейки ввода регулируемой КРМ 6,3 кВ 2700 кВАр (по чертежам ООО «БЭМП»).

 

40. Схема подключения регулируемой КРМ 6,3 кВ 2700 кВАр (по чертежам ООО «БЭМП»).

 

41. Условно-графические обозначения токоограничивающего оборудования и компенсаторов реактивной мощности (по стандарту ОАО «ФСК ЕЭС»).

 

42. Схема регулируемой шунтирующей конденсаторной батареи 10 (6) кВ (по стандарту ОАО «ФСК ЕЭС»).

 

43. Схема регулируемой шунтирующей конденсаторной батареи 35 кВ (по стандарту ОАО «ФСК ЕЭС»).

 

44. Схема подключения синхронных компенсаторов (по стандарту ОАО «ФСК ЕЭС»).

 

45. Схема подключения асинхронизированных компенсаторов (по стандарту ОАО «ФСК ЕЭС»).

 

46. Схема подключения шунтирующего реактора к ВЛ при глухозаземленной нейтрали (по стандарту ОАО «ФСК ЕЭС»).

 

47. Схема подключения шунтирующего и компенсационного реактора к ВЛ в нейтраль (по стандарту ОАО «ФСК ЕЭС»).

 

48. Схема подключения статического теристорного компенсатора (по стандарту ОАО «ФСК ЕЭС»).

 

Скачать файл «УКРМ. INFOBOX №10» >>>

Ошибка 404. Страница не найдена!

Ошибка 404. Страница не найдена!

К сожалению, запрошенная вами страница не найдена на портале. Возможно, вы ошиблись при написании адреса в адресной строке браузера, либо страница была удалена или перемещена в другое место.

 

 

 

Конденсаторные установки компенсации реактивной мощности

Одним из простых и дешевых способов компенсации реактивной мощности есть конденсаторные установки. Они просты по конструкции, малогабаритные и наиболее просты в управлении.

Они состоят из конденсаторов и коммутационной аппаратуры. Силовая часть может собираться по различным схемам (треугольник или звезда) в зависимости от условий и требований по эксплуатации.

В зависимости от мощности могут выполняться  секционно (регулируемые). Схема конденсаторной установки приведена ниже:

Схемы конденсаторных установок
а)нерегулируемые
б)регулируемые

Секционное исполнение позволяет подключать и отключать секции конденсаторных батарей в зависимости от изменения cosφ . Этот способ не очень удобен так как требует большего числа коммутирующего оборудования, которое нужно обслуживать. К тому же шаг изменения мощности ступеней может подбираться под различные требования.

Но при подключении конденсаторной установки большой мощности к сети может возникнуть  большой бросок тока, обусловленный зарядкой конденсаторов. Для его ограничения используют либо добавочное сопротивление (резисторы), либо предохранители. При запуске секционного устройства в работу вводятся не все сразу конденсаторы, а разбиваются на секции и вводятся в работу постепенно.

Также этот способ очень удобен если на предприятие преобладает резко-переменная нагрузка (сварочные  трансформаторы, моторы компрессоров и т.д.). Подключая-отключая секции можно держать cosφ примерно на одном уровне.

Если преобладает постоянная нагрузка (конвейер, изготовление бумаги, вентилятор) тогда используют  нерегулируемые. Она просто подключается к сети и работает, отдавая энергию в сеть пока это требуется.

Конденсаторные установки изготавливаются на различные напряжения 0,4 кВ, 6 кВ, 10 кВ.

Если наибольшее количество реактивной составляющей потребляется на стороне 0,4 кВ, то имеет смысл компенсировать на стороне низкого напряжения. Это зависит от схемы электроснабжения:

Компенсация на стороне 0,4 кВ

При такой схеме снабжения компенсация происходит на стороне 0,4 кВ. Это позволит разгрузить питающий трансформатор и уменьшить суммарный ток в цепи 0,4 кВ.

Компенсация на стороне 6,10 кВ

При такой схеме включения целесообразнее компенсировать на стороне 6 кВ, 10 кВ, за исключением, когда реактивная мощность в цепи 0,4 кВ уж слишком высока. Тогда они могут устанавливаться на стороне 6 кВ, 10 кВ и 0,4 кВ.

Высоковольтные конденсаторные установки в обязательном порядке должны быть оснащены датчиками напряжения конденсаторов для безопасности работ по обслуживанию. После отключения от сети конденсаторные установки еще какое-то время способен хранить заряд.  Для допуска людей к работе следует убедиться, что емкости разряжены. Для безопасности установки должны быть ограждены. Доступ к ним может осуществляться, только если напряжение не будет превышать допустимое значение.

Ниже на рисунках приведены результаты моделирования работы конденсаторных установок.

Изменение cosf сети при подключении КУ

Как видим, при подключении компенсатора фазовый сдвиг уменьшился, cosφ>0.9.

Для промышленных предприятий  cosφ не должен превышать 0,95, потому мощность компенсатора должна быть чуть меньше чем нагрузки, что бы не допустить генерацию энергии в сеть.

Изменение cosf сети при подключении КУ

Если на предприятии преобладает резко-переменная нагрузка зачастую используют автоматические конденсаторные  установки АКУ.

При выборе компенсатора следует исследовать гармонический состав сети. При работе различных преобразовательных устройств сеть искажается высшими гармониками. Это может приводить к перенапряжениям и сверхтокам в конденсаторах, из-за чего они могут быстро выйти из строя. Если гармонический состав цепи перенасыщен высшими гармониками, устанавливаются фильтро-компенсирующие устройства (ФКУ).

Вопросы и ответы

Чтобы конденсаторная установка корректно работала, ее необходимо правильно подключить к сети.
Важно выполнить 3 основных требования при подключении:

1.Соблюдать чередование фаз (желтый-зеленый-красный)

2.Установить трансформатор тока согласно схемы

3.Выходы трансформатора тока подключить в соответствии со схемой

Все эти 3 момента критично влияют на то, будет ли корректно измеряться коэффициент мощности косинус фи. А соответственно на работу всей конденсаторной установки в целом.

1. Чередование фаз
Если подключить конденсаторную установку не соблюдая чередование фаз, (например зеленый-желтый-красный) косинус фи, который покажет регулятор, не будет соответствовать действительности.

Например, значения косинус фи на регуляторе 0,13 или 0,25 явно свидетельствует о том, что подключение выполнено с ошибкой, одной из которых может быть не соблюдение чередования фаз.

  При правильном подключении коэффициент мощности обычно варьируется в пределах от 0,5 до 0,99.( при отключенных ступенях конденсаторной установки)

Также при правильном подключении конденсаторной установки при включении ступеней коэффициент мощности косинус фи должен подниматься ближе к единице.

 Если при включении ступеней косинус фи снижается (кроме случаев, когда значение косинус фи переходит в перекомпенсацию) или остается неизменным , значит имеется ошибка в подключении конденсаторной установки.

Если коэффицент мощности остается неизменным, то это говорит от том что трансформатор тока установлен не на ту линию. То есть не то чтобы не на ту фазу , а вовсе на совершенно другую линию.

2. Установить трансформатор тока согласно схемы

В зависимости от регулятора регулятора реактивной мощности трансформатор тока обычно устанавливается на 1-ю или 3-ю фазу. В схеме подключения это должно быть указано.

Расположение трансформаторов тока при различных регуляторах:

Lovato — 3-фаза
Beluk  — 1-фаза
Elvert -1-фаза

3.Выходы трансформатора тока подключить согласно схемы

Выходы трансформатора тока подключаются к конденсаторной установке следующим образом:
I₁ трансформатора тока на клемму «К»  конденсаторной установки
I₂ трансформатора тока на клемму «L»  конденсаторной установки
Если сделать это подключение с ошибкой ,  конденсаторная установка будет работать не корректно.

Что такое конденсаторные установки: виды и применение

Содержание:

1. Принцип действия конденсаторных установок
2. Назначение установок КРМ
3. Преимущества использования конденсаторных установок

Конденсаторная установка – это электроустановка, которая состоит из конденсаторов и дополнительного электрооборудования, и применяется для компенсации реактивной мощности электрооборудования. Вследствие работы трансформаторов, электродвигателей, пусковых устройств, происходит производство, как активной энергии, так и реактивной.

Активная энергия применяется по назначению и превращается в тепловую, механическую, а реактивная отсылается на создание электромагнитных полей и не дает никакой пользы. При этом создаёт дополнительную нагрузку на кабельные линии и проекты электроснабжения приходится разрабатывать с учетом появления реактивной мощности. А реактивная мощность оплачивается по счетчику согласно тарифу наряду с активной, а это довольно большая часть потребления электроэнергии.

Конденсаторные установки снижают потерю в кабельных линиях, что приводит соответственно к уменьшению общего энергопотребления и снижению токовой нагрузки на линию.

Принцип действия

Конструкция конденсаторной установки выполнена в виде электроприбора, состоящего из конденсатора и дополнительного электрического оборудования. Данная установка предназначена для компенсации реактивной мощности оборудования, создающей электромагнитные поля и дополнительную нагрузку на электроприборы.

Для регулировки нагрузки используются различные устройства, в том числе конденсаторы, контакторы, контроллеры и защитная аппаратура. С их помощью каждая конденсаторная установка может легко компенсировать реактивную мощность. Они довольно просты в монтаже и эксплуатации, работают практически бесшумно, способствуют сокращению потерь в кабельных линиях.

Принцип действия конденсаторных установок основан на эффекте динамической или коммутируемой компенсации реактивной мощности. С этой целью применяется специальная система конденсаторов, располагающихся в определенной последовательности. Непосредственная коммутация осуществляется с помощью контакторов или тиристоров. Первый вариант используется в большинстве конденсаторных установок с электромеханическими реле. Они обладают универсальной конструкцией, просты в использовании, стоят сравнительно недорого.

Второй вариант с использованием тиристорных систем считается более дорогим, однако он хорошо зарекомендовал себя в сетях с резко изменяющимися нагрузками. Подключение любого устройства может производиться на любых участках электрической сети, независимо от принципа действия.

Назначение установок КРМ

Конденсаторные установки известны еще и как установки КРМ – то есть компенсаторы реактивной мощности. Они широко используются в энергетике, трансформаторах, асинхронных двигателях и другом оборудовании с появляющейся реактивной мощностью. Данное явление доставляет определенные неприятности подключенному оборудованию из-за создания дополнительного напряжения в сети. Для снижения негативных последствий и предназначены установки, компенсирующие реактивную мощность.

Очень часто возникает вопрос, зачем нужна конденсаторная установка для чего используется это устройство? Основной функцией данных систем является поддержание заданного уровня коэффициента мощности потребителя. С этой целью в реальном времени отслеживаются изменения нагрузки, после чего в нужный момент происходит включение или отключение нужного количества конденсаторных батарей.

Большая часть нагрузки современных электрических сетей создается на промышленных предприятиях электродвигателями, трансформаторами и другим оборудованием с электромагнитными системами. Для их работы используется реактивная энергия, под действием которой появляется фазовый сдвиг между током и напряжением. При включении нагрузки происходит потребление не только активной, но и реактивной энергии. В связи с этим полная мощность увеличивается в среднем на 20-25% относительно активной мощности. Это соотношение и будет коэффициентом мощности.

Для того чтобы исключить попадание в сеть реактивной мощности применяются различные виды конденсаторных установок. За счет этого она вырабатывается и остается на месте, где и потребляется электрическими нагрузками.

Существует несколько видов установок компенсации реактивной мощности: автоматические высоковольтные и низковольтные, тиристорные, фильтрокомпенсирующие, а также тиристорные установки с фильтрацией высших гармоник. Отдельно следует отметить конденсаторные установки нерегулируемые, компенсирующие реактивную мощность постоянных нагрузок. Типичными примерами такого оборудования различные виды насосов, особенно используемых в системах тепло- и водоснабжения. В этом случае коэффициент мощности повышается за счет приложения постоянной мощности конденсаторов напрямую к реактивной нагрузке.

Преимущества использования конденсаторных установок

Основными положительными качествами компенсационных систем является отсутствие каких-либо вращающихся частей, небольшие удельные потери активной мощности, возможность подбора любой практически необходимой мощности компенсации, возможность подключения к любой точке сети, простая эксплуатация и монтаж, отсутствие шумов во время работы, относительно низкие капиталовложения.

Конденсаторные установки бывают в двух вариантах:

• Модульные — используют для компенсирования реактивной мощности в групповых сетях и сетях энергообеспечения на крупных и средних предприятиях.
• Моноблочные — имеют широкое применение для компенсирования реактивной мощности в групповых сетях на малых предприятиях.

Если предприятие работает, круглые сутки и образование реактивной энергии случается постоянно, то выгодно чтобы конденсаторные установки работали круглые сутки. Но если на производстве, работа распределена неравномерно, предположим, в ночное время нагрузка значительно снижается, необходимо обеспечивать их выключение, так как непрерывная работа может привести к лишнему увеличению напряжения в электросетях.

Таким производствам больше подходят установки с автоматической регулировкой. Они имеют автоматический регулятор, он постоянно следит за значение коэффициента мощности, и, регулирует количество подключенных батарей, что позволяет максимально возмещать её объем.

Срок окупаемости при правильном выборе, может составить от шести месяцев до полутора лет.