Инсталације за компензацију реактивне снаге
У чланку се описује намена и конструктивни елементи компензационих јединица за реактивну електричну енергију.
Компензација за реактивну електричну енергију је један од најефикаснијих начина за уштеду енергетских ресурса. Савремена производња је засићена великим бројем мотора, опреме за заваривање, енергетских трансформатора. Ово троши значајну количину реактивне снаге за стварање магнетних поља у електричној опреми. Да би се смањила потрошња ове врсте енергије из спољних мрежа, користе се компензационе јединице за реактивну електричну енергију. Дизајн, принципи рада и карактеристике њихове употребе биће размотрени у овом чланку.
Употреба кондензаторских батерија за смањење реактивног оптерећења позната је дуго времена. Али укључивање одвојених кондензатора паралелно са моторима је економски оправдано само са значајном снагом последњег. Типично, кондензаторска банка је повезана са моторима снаге веће од 20-30 кВ.
Како решити проблем смањења реактивног оптерећења у фабрици одеће у којој се користе стотине мотора мале снаге? Донедавно је у подстаницама предузећа био прикључен фиксни сет кондензаторских батерија, који се ручно искључивао након завршетка радне смене. Уз очигледну непријатност, овакви комплети нису могли да прате колебање снаге оптерећења током радног времена и били су неефикасни. Савремене кондензационе јединице могу значајно побољшати ефикасност.
Ситуација се променила појавом специјализованих микропроцесорских контролера који мере вредност реактивне снаге коју троше оптерећења, израчунавају потребну вредност снаге кондензаторске банке и повезују (или искључују) је из мреже. На основу таквих контролера, широк спектар аутоматских кондензаторских јединица за компензацију реактивне енергије. Њихова снага се креће од 30 до 1200 кВар (реактивна снага се мери у кВар).
Могућности контролера нису ограничене на мерне и уклопне кондензаторске банке. Они мере температуру у одељку уређаја, мере струје и вредности напона, прате редослед повезивања батерија и њихово стање. Контролори могу да чувају информације о ванредним ситуацијама и такође обављају десетине специфичних функција, обезбеђујући поуздан рад система компензације.
Веома важну улогу у пројектовању јединица за компензацију реактивне снаге играју специјални контактори који спајају и искључују кондензаторске банке на сигнал из контролера.Споља се мало разликују од обичних магнетних стартера који се користе за пребацивање мотора.
Али посебност повезивања кондензатора је таква да у тренутку када се напон примени на његове контакте, отпор кондензатора је практично нула. Ат пуњење кондензатора јавља се ударна струја која често прелази 10 кА. Такви пренапони имају штетан утицај на сам кондензатор, прекидачки уређај и спољну мрежу, узрокујући ерозију напојних контаката и стварајући штетне сметње у електричним инсталацијама.
Да би се ови проблеми превазишли, развијен је посебан дизајн контактора, у којем, након довођења напона на кондензатор, његово пуњење пролази кроз помоћна струјна кола за ограничавање струје, а тек тада се укључују главни контакти напајања. Овај дизајн вам омогућава да избегнете значајне скокове у струји пуњења кондензатора, да продужите радни век и банке кондензатора и самог посебног контактора.
Најзад, главни и најскупљи елементи компензационих система су кондензаторске банке... Захтеви који им се намећу су прилично строги и контрадикторни. С друге стране, они морају бити компактни и имати мале унутрашње губитке. Морају бити отпорни на честе процесе пуњења и пражњења и имати дуг век трајања. Али компактност и мали унутрашњи губици доводе до повећања струјних скокова пуњења, повећања температуре унутар кутије производа.
Модерни кондензатори направљени технологијом танког филма.Користе метализовани филм и херметички затворен заптивач без импрегнације уља. Овај дизајн омогућава добијање производа малих димензија са значајном снагом. На пример, цилиндрични кондензатори капацитета 50 кВар имају димензије: пречник 120 мм и висину 250 мм.
Сличне старе кондензаторске батерије пуњене уљем биле су тешке више од 40 кг и биле су 30 пута веће од савремених производа. Али ова минијатуризација захтева усвајање мера за хлађење подручја где су инсталиране кондензаторске банке. Због тога је у аутоматским инсталацијама обавезно принудно дување од стране вентилатора кондензаторског одељка.
Генерално, стварање кондензаторских јединица захтева узимање у обзир великог броја радних параметара: стања електричних мрежа корисника, запрашености, природе оптерећења мотора и многих других фактора који утичу на поузданост и ефикасност компензационих система.