Condensadors estàtics per a compensació de potència reactiva
Els condensadors estàtics s'utilitzen més àmpliament a les empreses industrials com a mitjà de compensació de potència reactiva. Els principals avantatges dels condensadors estàtics per a la compensació de potència reactiva són:
1) pèrdues menors de potència activa en el rang de 0,3-0,45 kW per 100 kvar;
2) l'absència de peces giratòries i la massa relativament baixa de la instal·lació amb condensadors, i en aquest sentit no cal una base; 3) més funcionament senzill i econòmicd'altres dispositius compensatoris; 4) la possibilitat d'augmentar o disminuir la capacitat instal·lada, segons la necessitat; 5) la possibilitat d'instal·lar condensadors estàtics en qualsevol punt de la xarxa: en receptors elèctrics individuals, en grups en tallers o grans bateries. A més, la fallada d'un condensador individual, si es protegeix adequadament, normalment no afecta el funcionament de tot el condensador. Classificació i característiques tècniques dels condensadors estàtics per a la compensació de la potència reactiva Els condensadors estàtics es classifiquen segons els criteris següents: tensió nominal, nombre de fases, tipus d'instal·lació, tipus d'impregnació, dimensions globals. Per compensar la potència reactiva de les instal·lacions elèctriques de corrent altern amb una freqüència de 50 Hz, la indústria domèstica produeix condensadors per a les següents tensions nominals: 220 — 10500 V. Els condensadors amb una tensió de 220-660 V estan disponibles tant en monofàsic com en trifàsics (seccions connectades en delta) i condensadors amb una tensió de 1050 V i més només estan disponibles en monofàsic. Condensadors amb possibilitat de realitzar unitats de condensadors trifàsics amb una tensió de 3,6 i 10 kV amb un esquema de connexió en estrella. Els condensadors amb tensions de 1050, 3150, 6300 i 10500 V s'utilitzen per fer unitats de condensadors trifàsics amb tensions d'1, 3, 6 i 10 kV amb connexió delta. Els mateixos condensadors s'utilitzen en bancs de condensadors de voltatge superior. Segons el tipus d'instal·lació, es poden produir condensadors amb totes les tensions nominals tant per a instal·lacions exteriors com interiors. Els condensadors per a instal·lacions externes es produeixen amb aïllament extern (aïllants terminals) per a una tensió d'almenys 3150 V. Segons el tipus d'impregnació, els condensadors es divideixen en condensadors impregnats amb oli mineral (petroli) i condensadors impregnats amb un dielèctric líquid sintètic. Pel que fa a la mida, els condensadors es divideixen en dues dimensions: la primera amb unes dimensions de 380x120x325 mm, la segona amb unes dimensions de 380x120x640 mm. Tipus i designacions de condensadors estàtics per a la compensació de potència reactiva Els condensadors estàtics es produeixen en els tipus següents: KM, KM2, KMA, KM2A, KS, KS2, KSA, KS2A i els signes de classificació es reflecteixen a la designació alfanumèrica del tipus. Les lletres i els números signifiquen: K — «cosinus», M i C — impregnat amb oli mineral o dielèctric líquid sintètic, A — versió per a instal·lació externa (sense lletra A — per a interior), 2 — versió en cas de segona mida (sense número 2 — en el cas de la primera dimensió). Després de designar el tipus, els condensadors s'indiquen amb números Tensió nominal condensador (kV) i potència nominal (kvar). Per exemple: KM-0.38-26 significa un condensador "cosinus" (per a la compensació de la potència reactiva en una xarxa de corrent altern amb una freqüència de 50 Hz), impregnat amb oli mineral, per a instal·lació interior, primera dimensió, per a una tensió de 380 V, amb una potència de 26 kvar; KS2-6.3-50-«cosinus», impregnat amb líquid sintètic, segona mida, per a instal·lació interior, per a tensió 6,3 kV, potència 50 kvar.
Dispositiu de condensador estàtic per a compensació de potència reactiva
Els principals elements estructurals dels condensadors són un dipòsit amb aïllants i una part mòbil formada per una bateria de seccions dels condensadors més simples.
Els condensadors d'una sola sèrie de fins a 1050 V inclosos es fabriquen amb fusibles integrats connectats en sèrie amb cada secció. Els condensadors de voltatge superior no tenen fusibles integrats i s'han d'instal·lar per separat. En aquest cas, es realitza una protecció grupal de condensadors amb fusibles.Quan la protecció del grup es realitza en forma de fusibles, un fusible protegeix cada 5-10 condensadors i el corrent nominal del grup no supera els 100 A. A més, s'instal·len fusibles comuns per a tota la bateria.
Per als condensadors amb una tensió de 1050 V o inferior, amb fusibles integrats, també s'instal·len fusibles comuns per a la bateria en conjunt i amb una potència significativa de la bateria, per a seccions individuals.
Depenent de la tensió de la xarxa, els bancs de condensadors trifàsics es poden complementar amb condensadors monofàsics amb connexió en sèrie o en paral·lel de condensadors en cada fase de la bateria.
Connexió de bancs de condensadors a la xarxa
Els bancs de condensadors de qualsevol tensió es poden connectar a la xarxa mitjançant un dispositiu separat dissenyat per encendre o apagar els condensadors només, o mitjançant un dispositiu de control comú amb un transformador de potència, un motor asíncron o un altre receptor d'electricitat.
Els condensadors estàtics en instal·lacions amb una tensió de fins a 1000 V es connecten a la xarxa i es desconnecten de la xarxa mitjançant interruptors o disjuntors.
Els condensadors utilitzats en instal·lacions amb tensions superiors a 1000 V es connecten a la xarxa i es desconnecten de la xarxa només mitjançant interruptors o seccionadors (seccionadors de càrrega).
Perquè els costos d'apagar l'equip no siguin massa elevats, no es recomana prendre capacitats dels bancs de condensadors inferiors a:
a) 400 kvar a una tensió de 6-10 kV i connectant les bateries a un interruptor separat;
b) 100 kvar a una tensió de 6-10 kV i connectant la bateria a un interruptor en comú amb un transformador de potència o un altre receptor elèctric;
c) 30 kvar a tensions de fins a 1000 V.
Ús de resistències de descàrrega amb condensadors per a la compensació de potència reactiva
Per garantir la seguretat en el manteniment de condensadors desconnectats quan s'eliminen la càrrega elèctrica, cal utilitzar resistències de descàrrega connectades en paral·lel amb els condensadors. Per a una descàrrega fiable, la connexió de les resistències de descàrrega als condensadors s'ha de fer sense seccionadors, interruptors o fusibles intermedis. Les resistències de descàrrega han de proporcionar una ràpida reducció automàtica de la tensió als terminals del condensador.
A petició del client, els condensadors es poden produir amb resistències de descàrrega incorporades situades sota la coberta d'un segell aïllant. Aquestes resistències redueixen la tensió de la tensió de funcionament màxima a 50 V en no més d'1 minut per a condensadors amb una tensió de 660 V i per sota i en no més de 5 minuts per a condensadors amb una tensió de 1050 V i superior.
La majoria dels condensadors que ja estan instal·lats a les empreses industrials no tenen resistències de descàrrega incorporades.En aquest cas, les làmpades incandescents per a una tensió de 220 V. solen utilitzar-se com a resistència de descàrrega a una tensió de fins a 1 kV per a bateries de condensadors. La connexió de llums connectades en sèrie amb diverses parts en cada fase es realitza segons l'esquema triangular. A tensions superiors a 1 kV, s'instal·len transformadors de tensió com a resistència de descàrrega, que es connecten segons l'esquema delta o delta obert.
Circuit de commutació d'una làmpada incandescent per descarregar bateries de condensadors (fins a 1000 V) mitjançant un interruptor de doble fulla
La connexió permanent de làmpades incandescents, que s'utilitzen habitualment com a resistències de descàrrega per a bancs de condensadors amb tensions de fins a 660 V, provoca pèrdues d'energia improductives i consum de làmpades.
Com més baixa sigui la potència de la bateria, més gran serà la potència de la làmpada per 1 kvar de condensadors instal·lats. És més convenient que les làmpades no estiguin connectades constantment, sinó que s'encenguin automàticament quan s'apaga el bloc de condensadors. Per a això, es pot utilitzar el diagrama que es mostra a la figura, en el qual s'utilitzen interruptors de doble ganivet. Les fulles addicionals estan situades de manera que els llums s'encenen abans de desconnectar la bateria de la xarxa elèctrica i s'apaguen després de connectar la bateria. Això es pot aconseguir escollint un angle adequat entre les pales del trencador principal i auxiliar.
Quan es connecten condensadors i receptor d'electricitat directament a la xarxa mitjançant l'interruptor comú, no es requereixen resistències de descàrrega especials. Aleshores descàrrega del condensador es produeix als bobinatges del receptor elèctric.
Unitats de condensació completes per a disseny industrial general
En la implementació de sistemes d'alimentació d'empreses industrials, es troba una aplicació cada cop més àmplia amb elements complets i totalment fabricats a les fàbriques. Això també s'aplica a les subestacions transformadores de botigues, armaris de distribució i altres elements dels sistemes d'alimentació, inclosos els bancs de condensadors.L'ús de dispositius complets redueix significativament el volum de treball de construcció i instal·lació elèctrica, millora la seva qualitat, redueix el temps de posada en marxa, augmenta la fiabilitat i la seguretat del treball durant el treball.
Es produeixen bancs de condensadors complets per a una tensió de 380 V per a instal·lacions interiors i per a una tensió de 6-10 kV, tant per a ús interior com exterior. El rang de capacitat d'aquestes unitats és bastant ampli i la majoria dels tipus d'unitats de condensadors completes modernes estan equipades amb dispositius per al control automàtic de la seva potència d'un sol o diversos nivells.
Les unitats completes de condensadors per a una tensió de 380 V estan fetes de condensadors trifàsics i, per a una tensió de 6-10 kV, de condensadors monofàsics amb una capacitat de 25-75 kvar, connectats en un triangle.
La unitat de condensació completa consta d'un armari d'entrada i armaris de condensador. A les instal·lacions de 380 V, s'instal·len a l'armari d'entrada un dispositiu de control automàtic, transformadors de corrent, seccionadors, aparells de mesura (tres amperímetres i un voltímetre), equips de control i senyalització i barres.
En el cas d'utilitzar condensadors amb resistències de descàrrega incorporades, no s'instal·len transformadors de tensió. La cabina d'entrada s'alimenta per un cable procedent de la cabina de distribució (RU) de 6-10 kV, en la qual s'instal·len els equips de control, mesura i protecció.