Автоматичні конденсаторні установки УКРМ 0,4 (АКУ 0,4)

Основним призначенням установок УКРМ є компенсація реактивного складника потужності, споживаної під'єднаним обладнанням (зазвичай це електродвигуни, інфекційні печі, люмнесцентні лампи та ін.). Конденсаторні установки виробляються в металевому корпусі навісного або підлогового типу. Також особливо потужні установки з великою вагою виготовляються в каркасних шафах із потужним корпусом. Шафи пофарбовані порошковим забарвленням, яке забезпечує надійний довготривалий захист фарбувальних поверхонь від корозії, надаючи їм не тільки чудового зовнішнього вигляду, але вони також знижують витрати на фарбування виробів і зменшують шкоду, що наноситься довкілля. Водночас металеві корпуси установок УКРМ, призначених для використання в умовах, що характеризуються як несприятливі, можуть фарбуватися з використанням особливо стійких спеціальних барвників. Установки з типом кліматичного виконання УХЛ, найбільш відповідним для більшості регіонів України, за потреби, можуть виготовлятися з підвищеними вимогами щодо впливу вологи та пилу (наприклад, навіть зі ступенем захисту оболочки IP54).

Під час вибору конденсаторної установки важливо визначити ступінь захисту обладнання. Якщо експлуатація встановлення запланована на вулиці, то  ступінь захисту встановлення має бути   IP54, то в цьому разі буде потрібно використання додаткових блоків вентиляції й ущільнення корпусу. У виготовлених нами установках УКРМ застосовуються тільки надійні конденсатори, наприклад, такі, як такі виробники, що випускаються:

• чеський виробник «ZEZ SILKO» (конденсатори серії  CSADG, CSADP);
• німецькою компанією «Electronicon»;
• словенської компанією «Etimat» (конденсатори серії  LPC).

Зокрема, конденсатори LPC, вироблені в Республіці Словенія, мають такі технічні параметри:

1)        номінальна робоча напруга Uн: 400 В і 440 В (конденсатори на напруги 460 В, 480 В, 525 В, 690 В виготовляються тільки за спеціальним замовленням);

2)        номінальна робоча частота: 50 Гц;

3)        відхилення величини ємності від номіналу: – 5%...+ 15%;

4)        діелектричні втрати: менш ніж 0,2 Вт/кВАр;

5)        сумурні втрати: менш ніж 0,5 Вт/кВАр;

6)        ступінь захисту оболонки: IP 20

7)        конденсатори відповідають таким стандартам: IEC 60831-1 і IEC 60831-2;

8)        параметри безпеки: мають самовідновлення, забезпечені роз'єднувачем, що запобігає появі надлишкового тиску;

9)        використовуваний діелектричний матеріал: поліпропіленова плівка;

10)      просочення оливонаповнених конденсаторів: олія, що не містить поліхлорованих біфенілів;

11)      робоча температура конденсаторів: -25,0 °C...+55,0 °C;

12)      температура зберігання конденсаторів: -40,0 °C...+70,0 °C;

13)      допустиме перевантаження: 8 ч/день, якщо робоча напруга перевищує номінальну на 10%, і/або робочий струм перевищує на 30% значення струму Iн (номінального);

14)      пусковий струм (для оливонаповнених конденсаторів): може перевищувати в 100 разів значення IH;

15)      пусковий струм для конденсаторів KNK серії 9053: може 130 разів перевищувати Iн;

16)      випробування, яким піддаються конденсатори впродовж 2 секунд:

•          між шарами — впливом змінної напруги у 2,15 рази перевищує Uн,

•          між шарами та корпусом — впливом змінної напруги 3,6 кВ.

Робота установок УКРМ пов'язана з необхідністю частих перемикань конденсаторних батарей, що здатне викликати великі струми (іноді перевищує майже 250 разів Iн). Тому в ланцюгах комутації конденсаторів використовують спеціальні пускачі, що мають велику швидкодію. Ми використовуємо у виробництві контактори Rade koncar (CNNK), ETI (CEM CN), Етал (ПМЛ). У установках УКРМ використовуються мікропроцесорні регулятори типу «Novar» kmb systems Чехія . Водночас застосовані технічні рішення та комплектуючі дають змогу забезпечувати керування автоматичним перемиканням конденсаторних батарей, а отже, і коефіцієнтом потужності енергосистеми, реалізуючи максимально ефективне використання встановлених високовольтних і низьковольтних конденсаторів. Кількість конденсаторів, їх тип і номінал, а також інше обладнання вибираються для кожного ступеня на етапі узгодження параметрів, які мусить мати конкретне встановлення УКРМ.

Конденсаторні установки, що виробляються ТОВ «СЛАВГОР ЕНЕРГО» мають низку переваг:

А)        простотою монтажу;

Б)        висока якість обладнання;

В)        індивідуальний підбір обладнання за допомогою вимірювання або за графіком обліку електроенергії;

Г)        малими витратами на експлуатацію;

Д)      короткий термін виробництва (від 5 днів).

Підводити кабелі живлення до конденсаторного встановлення УКРМ можна або знизу (через дно або люк) з монтуванням спеціальних сальників або зверху через дах. Якщо до встановлення підводяться кабелі великого діаметра, які можуть водночас прокладатися або в кабельних каналах або в землі, корпус УКРМ зазвичай встановлюється на цокола, що закріплюється за допомогою анкерних болтів, що є біля кабельного каналу. Установлення УКРМ виготовляється з дверима, що замикаються замком. Також за потреби до комплекту встановлення може входити замок навісного або ригельного типу. Зазвичай прямо на двері розміщений регулятор, за допомогою якого забезпечується керування ступенем компенсації реактивної потужності, а також кнопка для аварійного вимкнення встановлення УКРМ. Наведенням встановлення УКРМ має матися спільна рубильник, забезпечений запобіжниками. Наше підприємство зазвичай застосовує рубильники «Apator» (Польща).  Крім того, за допомогою запобіжників має захищатися й кожна конденсаторна сходинка встановлення. Усі запобіжники підбираються за номіналом з урахуванням рекомендацій виробника установки. Як датчик струм застосовується зовнішній трансформатор, водночас його параметри вибирає сам замовник, який має дані про величиною номінального струму, що протікає в електромережі.

Трансформатор зазвичай встановлюють на введення низьковольтного розподільного пристрою. Навантаження в більшості великих електромереж носить реактивний  характер, позаяк на багатьох підприємствах використовуються:

1)        асинхронні двигуни;

2)        індукційні печі;

3)        баластні лампи.

Всі вони викликають появу реактивної потужності  і є причиною зниження коефіцієнта потужності тих електричних мереж, у яких немає встановлення УКРМ. Зниження коефіцієнта потужності веде також і до зниження напруги та до додаткових втрат потужності в LEP і в лініях розподілу електроенергії, знижуючи загалом ефективність роботи промислового підприємства. Навантаження з малим коефіцієнтом потужності також є причиною більшого, ніж потрібно для роботи електропристроїв, споживання електроенергії, що сприяє зниженню продуктивності роботи обладнання та збільшенню плати за користування електроенергією. Для зниження реактивної потужності в мережі та економії електроенергії використовуються автоматичні конденсаторні пристрої УКРМ.

УКРМ  ХХ -ХХ  / ХХ – ХХ  —    ХХ   ХХ

  1         2      3       4        5        6     7

1 — Пристрій компенсації реактивної потужності;

2 — Пристрій призначений для роботи в мережах 0,4 кВ;

3 — Номінальна потужність; (КВАР)

4 –Кількість ступенів компенсації пристрою;

5 — Розмір мінімального ступеня компенсувального пристрою, КВАР

6 — Степінь захисту оболонки за ГОСТ 14254: 21 — IP21; 54- IР54:

7 — Кліматичне виконання й категорія розміщення за ГОСТом 15150: У3, У3.1.

Приклад записування позначення пристрою компенсації реактивної потужності   під час замовлення та в іншій документації: «Убудова компенсації реактивної потужності УКРМ-0,4-125/6-5 -21 У.3 ⁇

Типи та технічні характеристики конденсаторних установок компенсації реактивної потужності

Таблиця визначення реактивної потужності конденсаторного встановлення — АКУ, необхідної для досягнення заданого cosç

Розрахунок економічного ефекту конденсаторних установок

Економний ефект від впровадження автоматичного конденсаторного встановлення складається з таких складників:

1. Оплата за реактивну енергію становить від 12% до 50% від активної енергії в різних регіонах України.

2. Для активних об'єктів зменшення втрат енергії в кабелях завдяки зменшенню фазних струмів;

3. Для проєктованих об'єктів економія на вартості кабелів завдяки зменшенню їх перетину.

В середньому в чинних об'єктах у підводних кабелях втрачається 10...15% активної електроенергії.

Розглянемо цю складову на прикладі чинного об'єкта: До впровадження автоматичного конденсаторного встановлення cos (f) = 0,80. Після впровадження автоматичного конденсаторного встановлення cos (f) = 0,97.

Відносну активну складову струму (що спадає за фазою з напругою) примістимо відповідну одиницю. Відносний повний струм становить до впровадження

I₁=1/0,8=1,25

Відносний повний струм становить після впровадження:

I₂= 1/0,97 = 1,03.

Зниження споживання активної енергії становитиме:

P_E = P_P * [(I₁² – I₂²/ I₁²)] * K_PT= P_P* 0,038

—  тобто в цьому прикладі витрати на активну енергію зменшилися на 3,8%.

За аналогією під час підвищення cos (f) з 0,9 до 0,97 витрати на активну енергію зменшуються на 1,7%.

Загалом для чинного об'єкта річне зниження споживання активної енергії завдяки збільшенню cos (f) становитиме:

P_E=P_P ∙ {[1/ cos²(f₁)- [1/ cos²(f₂) ]/ [1/ cos²(f₁) ]* K_PT

cos (f₁) — косинус f до компенсації

cos (f₂) — косинус f після компенсації

K_PT — коефіцієнт втрат

KPT = 0,12 P_P  — Річне споживання енергії до компенсації

Річна економія EG в оплаті енергії становитиме E_G = P_E  * t, де Т — тариф на активну енергію

Річний економічний ефект: G_E= E_G ∙ E_C/T_C де E_C — вартість конденсаторного встановлення;

T_C — термін експлуатації конденсаторного встановлення становить 15 років;

E_G — економія на оплаті електричної енергії.

E  — економія на оплаті елек

Термін окуповування витрат: E_Z = E_C/E_G