calcul pentru compensare energie reactiva

CP

Power needs control

Componentele Sistemelor De Compensare A Puterii Reactive

Condensatori trifazici

Contactori pentru baterii cu condensatori

Regulatori putere reactivă

Condensatori de forţă de înaltă tensiune KLV

Bobine de şoc

92

101

103

105

106

CP

05 CPv2.indd 91 8/6/2012 10:10:03 PM

92

CP

Condensatorii trifazici KNK

Particularităţile bateriilor cu condensatori KNK

→ Tensiune nominală 400, 440 V (525, 460, 420, 380 – la comandă)

→ Putere nominală de la 2,5 până la 50 kVAr (KNK 9103

până la 60 kVAr)

→ Pentru deconectarea tensiunii remanente bateriile cu condensatori sunt dotate cu rezistoare de descărcare

→ Secţiunea cablurilor conectate

pentru FI 90 şi 116 mm – 16 mm2

pentru FI 136 mm – 25 mm2

→ Protecţia contra suprapresiunii

→ Posibilitatea montării bateriei cu condensatori în poziţie orizontală (numai KNK 1053)

Condensatorii KNK

05 CPv2.indd 92 8/6/2012 10:10:12 PM

93

CP

Condensatorii KNK

Utilizarea - Condensatorii KNK se folosesc pentru corectarea factorului de putere al consu-matorilor inductivi (transformatoare, motoare electrice, rectificatoare) în circuitele electrice pentru tensiuni de până la 660 V.

Marcările cu litere, folosite pentru marcarea condensatorilor1 literă în marcajTipul produsului: K – condensator2 literă în marcajMaterialul dielectricului:C – peliculă metalizată din policarbonatE – peliculă metalizată polietilentereftalicăF – peliculă polietilentereftalicăK – peliculă din policarbonatN – peliculă metalizată din polipropilenăP – peliculă din polipropilenă3 literă în marcajDomeniul de utilizare:I – cu impulsuriK – compensarea puterii reactiveP – utilizare industrialăU – folosinţă universalăA – de automobil

Tipurile de condensatori KNKPentru montare internăKNK 5065 – trifazic în carcasă cilindricăKNK 9053 – trifazic în carcasă cilindricăKNK 9103 – trifazic în prismăKNK 1053 – trifazic în carcasă cilindrică (uscat)

Tehnologia de producţie şi autoregenerarea condensatorilor Ca materie primă pentru producţia condensatorilor serveşte pelicula din polipropi-lenă. La începutul procesului tehnologic are loc metalizarea peliculei din polipropilenă pentru formarea pe aceasta a unui strat conductor de curent cu grosimea de 10-50 nm din amestec de zinc şi aluminiu. Folosirea materialului cu caracteristicile menţionate permite obţinerea unui efect de autoregenerare în cazul apariţiei unei perforări a dielectricului între căptuşelile condensatorului. Concomitent energia electrică evaporă metalul în jurul locului deteriorat şi astfel preîntâmpină scurtcircuitarea. Pierderea capacităţii pe parcursul respectivului proces este complet nesemnificativă (circa pF). Capacitatea de autoregene-rare garantează o fiabilitate operaţională sporită şi un termen lung de exploatare a con-densatorului. Pentru a reduce la minimum tangenta unghiului pierderilor dielectrice pe capetele secţiilor de condensare se aplică în două straturi o acoperire din zinc, care a primit denumirea de margine fixată de zinc. Din contul acestuia se obţine un contact mai strâns între bornele de ieşire ale condensatorului şi secţia de condensare. Asamblarea produselor finite se realizează pe linii automatizate de fabricaţie proprie. În toate etapele procesului tehnologic de producţie a condensatorilor are loc măsurarea parametrilor de bază ai pro-dusului. Condensatorii sunt produşi în două variante de bază ale carcasei: executată din aluminiu şi în carcasă din plastic autoamortizant cu diverse variante de borne de ieşire.

Codul numeric, folosit pentru marcare1 cifră – direcţia producţiei2 cifră – tipul carcasei3 cifră – tipul constructiv4 cifră – tipul clemelor de ieşire

Condensatorii trifazici KNK

05 CPv2.indd 93 8/6/2012 10:10:12 PM

94

CP

Condensatorii KNK

Testarea condensatorilorPe parcursul procesului tehnologic condensatorii sunt supuşi următoarelor teste:- testarea etanşeităţii (+90°C timp de 6 ore)- testarea la perforare între straturi după tensiune (2,15Un timp de 2s)- testarea la perforare între straturi şi carcasă după tensiune (3600V timp de 2s)

Protecţia contra suprapresiuniiPentru asigurarea protecţiei elementelor interne ale condensatorului se foloseşte un dispo-zitiv de deconectare, care se declanşează în cazul apariţiei suprapresiunii. Destinaţia dispo-zitivului constă în întreruperea curentului de scurtcircuitare la atingerea de către condensa-tor a finalului duratei de exploatare şi incapacitatea sa de a se regenera în continuare. Acest dispozitiv întrerupe circuitul electric al condensatorului, folosind presiunea internă, care se formează în timpul distrugerii peliculei din cauza supraîncălzirii, cauzate de scurtcircuitare.

Autoregenerarea condensatorilor KNK1 – stratul metalizat2 – stratul de polipropilenă3 – locul perforării4 – locul de evaporare a stratului metalizat

Construcţia Condensatorii sunt alcătuiţi din carcasa cilindrică din aluminiu, în interiorul căreia este montat dielectricul cu trei straturi metalizate din polipropilenă, ceea ce permite asigu-rarea unui nivel scăzut de pierderi şi o rezistenţă sporită la curenţii înalţi cu impulsuri.Toate spaţiile interne dintre înfăşurări, precum şi dintre înfăşurări şi carcasă sunt umplute cu o compoziţie specială de îmbibare. Pe lângă sporirea rezistenţei dielectrice, îmbibarea sporeşte considerabil cedarea de căldură din interiorul carcasei.Condensatorii sunt îmbibaţi cu ulei vegetal, care nu conţine difenili policloruraţi şi substa-nţe cu conţinut de halogen şi este biodegradabil.

Tensiunea remanentăDupă deconectarea condensatorului de la reţea pe bornele sale de ieşire încă este prezentă tensiunea remanentă, care prezintă un pericol pentru personalul de deservire. Pentru înlăturarea acesteia toţi condensatorii trifazici sunt dotaţi cu rezistenţe de descărcare, care scad nivelul tensiunii până la un nivel mai jos de 75V în timp de 3 minute.

placa de izolare pentru etanşare

carcasa de aluminiu

căptuşelile

conductorul slăbit de suprapresiune

ruperea conductorului în caz de suprapresiune

dielectricul

05 CPv2.indd 94 8/6/2012 10:10:15 PM

95

CP

Condensatorii KNK

Caracteristicile tehnice

Tensiunea nominală Un 400, 440, 460, 480, 525 V

Frecvenţa nominală 50Hz

Toleranţa de deviere a capacităţii - 5% până la + 15%

Pierderile:

- Dielectrice < 0,2 W/kVAr

- Însumate < 0,5 W/kVAr

Securitateaautoregenerarea, dispozitiv de deconectare în cazul

suprapresiunii

Dielectriculpeliculă din polipropilenă; ulei vegetal, fără difenili

policloruraţi

Temperatura de funcţionare -25 °C până la + 55 °C

Temperatura de depozitare -40 °C până la + 70 °C

Suprasolicitarea admisă1,1 x Un (8 ore/zi)

1,3 x In (curent nominal)

Curentul de pornire 100 x In max.

Testările efectuate- între straturi 2,15 x Un, AC, 2 s

- straturi – carcasă 3,6 kV, AC, 2 s

Condensatorii trifazici KNK 5065

Tensiunea nominală şi frecvenţa

Puterea nominală (kVAr)

CodulCapacitatea

nominală (μF)Curentul nominal 50

Hz (A)Dimensiunile H

(mm)Greutatea (kg) Ambalajul (buc.)

400 V 50 Hz

2,5 4656501 3 х 16,6 3,6 145 0,45 1/363 4656502 3 х 19,9 4,3 145 0,45 1/364 4656503 3 х 26,5 5,8 185 0,55 1/365 4656504 3 х 33,2 7,2 185 0,55 1/36

440 V50 Hz

2,5 4656518 3 x 13,7 3,3 145 0,45 1/363 4656519 3 x 16,5 3,9 145 0,45 1/364 4656520 3 x 21,9 5,3 185 0,55 1/365 4656521 3 x 27,4 6,6 185 0,55 1/36

460 V 50 Hz

2,5 4656640 3 х 12,5 3,1 145 0,45 1/363 4656641 3 х 15,0 3,7 145 0,45 1/364 4656642 3 х 20,0 5 185 0,55 1/365 4656643 3 х 25,1 6,3 185 0,55 1/36

480 V50 Hz

2,5 4656644 3 х 11,5 3 145 0,45 1/363 4656645 3 х 13,8 3,6 145 0,45 1/364 4656646 3 х 18,4 4,8 185 0,55 1/365 4656647 3 х 23,0 6 185 0,55 1/36

525 V50 Hz

2,5 4656648 3 x 9,6 2,7 145 0,45 1/363 4656649 3 x 11,5 3,3 145 0,45 1/364 4656650 3 x 15,4 4,4 185 0,55 1/365 4656651 3 x 19,3 5,5 185 0,55 1/36

* Конденсаторы с частотой 60 Hz - под заказ

05 CPv2.indd 95 8/6/2012 10:10:16 PM

96

CP

Condensatorii KNK

Condensatorii trifazici uscaţi KNK 1053


Tensiunea nominală Un 400, 440, 460, 480, 525 V

Frecvenţa nominală 50Hz

Toleranţa de deviere a capacităţii - 5% până la + 15%

Pierderile:

- Dielectrice < 0,2 W/kVAr

- Însumate < 0,5 W/kVAr

Gradul de protecţie IP 20

Timpul de descărcare ≤ 3 min. 75 V

Conformitatea standardelor IEC 60831 - 1/2

Securitateaautoregenerarea, dispozitiv de deconectare în cazul

suprapresiunii

Dielectricul peliculă din polipropilenă;

Temperatura de funcţionare -25 °C până la + 55 °C

Temperatura de depozitare -40 °C până la + 70 °C

Suprasolicitarea admisă1,1 x Un (8 ore/zi)

1,5 x In (curent nominal)

Curentul de pornire 200 x In max.

Testările efectuate- între straturi 2,15 x Un, AC, 2 s

- straturi – carcasă 3,6 kV, AC, 2 s

05 CPv2.indd 96 8/6/2012 10:10:19 PM

97

CP

Condensatorii KNK

Tensiunea nominală şi

frecvenţa

Puterea nominală (kVAr)

CodulCapacitatea

nominală (μF)Curentul nominal

50 Hz (A)

Dimensiunile Greutatea (kg) Ambalajul (buc.)Н

(mm)FI

(mm)

400 V50 Hz

10 4656560 3 x 66,3 14,4 205 90 1,20 1/1612,5 4656561 3 x 83,3 18 205 90 1,20 1/1615 4656562 3 x 100 21,7 240 90 1,40 1/1620 4656563 3 x 133 28,9 205 116 1,60 1/925 4656564 3 x 165,8 36,1 240 116 1,90 1/930 4656565 3 x 198,9 43,3 240 116 2,30 1/940 4656566 3 x 265,0 57,8 305 136 3,50 1/950 4656567 3 x 331,5 72,2 370 136 4,50 1/9

440 V50 Hz

10 4656551 3 x 54,9 13,1 205 90 1,20 1/1612,5 4656552 3 x 68,6 16,4 205 90 1,20 1/1615 4656553 3 x 82,3 19,7 240 90 1,40 1/1620 4656554 3 x 110,0 26,2 205 116 1,60 1/925 4656555 3 x 137,1 32,8 240 116 1,90 1/930 4656556 3 x 164,4 39,4 280 116 2,30 1/940 4656558 3 x 219,0 52,5 305 136 3,50 1/950 4656559 3 x 274,0 65,6 305 136 4,50 1/9

460 V50 Hz

10 4656615 3 x 50,1 12,6 205 90 1,20 1/1612,5 4656616 3 x 62,7 15,7 205 90 1,20 1/1615 4656617 3 x 75,2 18,8 240 90 1,40 1/1620 4656618 3 x 100,3 25,1 205 116 1,60 1/925 4656619 3 x 125,4 31,3 240 116 1,90 1/930 4656620 3 x 150,4 37,6 240 116 2,30 1/940 4656621 3 x 200,6 50,2 305 136 3,50 1/950 4656622 3 x 250,7 62,5 370 136 4,50 1/9

480 V50 Hz

10 4656623 3 x 46,1 12 160 90 1,20 1/1612,5 4656624 3 x 57,6 15 205 90 1,20 1/1615 4656625 3 x 69,1 18 205 90 1,40 1/1620 4656626 3 x 92,1 24 205 116 1,60 1/925 4656627 3 x 115,1 30,1 205 116 1,90 1/930 4656628 3 x 138,2 36,1 240 116 2,30 1/940 4656629 3 x 184,2 48 305 136 3,50 1/950 4656630 3 x 230,3 60 370 136 4,50 1/9

525 V50 Hz

10 4656631 3 x 38,5 11 205 90 1,20 1/1612,5 4656632 3 x 48,1 13,8 240 90 1,20 1/1615 4656633 3 x 57,7 16,5 240 90 1,40 1/1620 4656634 3 x 77,0 22 205 116 1,60 1/925 4656600 3 x 96,2 27,5 240 116 1,90 1/930 4656635 3 x 115,5 33 240 116 2,30 1/940 4656636 3 x 154,0 44 305 136 3,50 1/950 4656637 3 x 192,5 55 370 136 4,50 1/9

Condensatorii trifazici uscaţi KNK 1053

* Конденсаторы с частотой 60 Hz - под заказ

05 CPv2.indd 97 8/6/2012 10:10:19 PM

98

CP

Condensatorii KNK

Puterea condensatorilor pentru compensarea individuală a motoarelor

Pute-rea nomi-nală a moto-rului

(kW)

Puterea condensatoarelor în kVAr, ţinând cont de puterea motoarelor, cuplul motor şi sarcină3000 rot./min 1500 rot./min 1000 rot./min 750 rot./min 500 rot./min

Mers în gol (kVAr)

Sarcină com-pletă (kVAr)

Mers în gol (kVAr)


Mers în gol (kVAr)


Mers în gol (kVAr)


Mers în gol (kVAr)


5,5 2,2 2,9 2,4 3,3 2,7 3,6 3,2 4,3 4 5,27,5 3,4 4,4 3,6 4,8 4,1 5,4 4,6 6,1 5,5 7,211 5 6,5 5,5 7,2 6 8 7 9 7,5 1015 6,5 8,5 7 9,5 8 10 9 12 10 13

18,5 8 11 9 12 10 13 11 15 12 1622 10 12,5 11 13,5 12 15 13 16 15 1930 14 18 15 20 17 22 22 25 22 2837 18 24 20 27 22 30 26 34 29 3945 19 28 21 31 24 34 28 38 31 4355 22 34 25 37 28 41 32 46 36 5275 28 45 32 49 37 54 41 60 45 6890 34 54 39 59 44 65 49 72 54 83

110 40 64 46 70 52 76 58 85 63 98132 45 72 53 80 60 87 67 97 75 110160 54 86 64 96 72 103 81 116 91 132200 66 103 77 115 87 125 97 140 110 160250 75 115 85 125 95 137 105 150 120 175

Descrierea - Puterea necesară a condensatorului se calculează după următoarea formulă:Qn = 0,9 • Un • Imag • √3unde:Qn – puterea nominală a condensatorului (kVAr)Un – tensiunea nominală a motorului (kV)Imag – magnetizarea motorului (A)

Tabelul următor prezintă caracteristicile siguranţelor pentru protecţia bateriilor cu conden-satori de diferită putere de curentul de scurtcircuitare şi de suprasarcină.

Tabelul de selectare a siguranţelor pentru instalaţiile de compensare a puterii reactive (Siguranţele corespund standardului IEC 60269-2-1) Tensiunea nominală (trifazică 50 Hz)

Baterii cu condensatori Un 400 V (k = 2,5) 525 V (k = 2) 690 V (k = 1,5)Siguranţe Un 500 V 690 V 1000 V*

Tipul condensatorului Qn Curentul nominal In al siguranţeipână la 5 kVAr 16 A

până la 7,5 kVAr 20 Apână la 12,5 kVAr 32 A (35 A) 32 А (35 А)până la 20 kVAr 50 A 32 А (35 А)până la 25 kVAr 63 A 50 Apână la 30 kVAr 80 A 63 A 50 Аpână la 40 kVAr 100 A 80A 63 Apână la 50 kVAr 125 A 100 A 80Apână la 60 kVAr 160 A 125 A 100 Apână la 80 kVAr 200 A 160 A 125 A

până la 100 kVAr 250 A 200 A 160 Apână la 125 kVAr 315 A 250 A 200 Apână la 160 kVAr 400 A 315 A 250 Apână la 200 kVAr 500 A 400 A 315 Apână la 250 kVAr 630 A 500 A 400 A

* Este posibilă folosirea unei rezistenţe de 690 V, însă nu mai mică de dimensiunea NH-1

Protecţia condensatoarelor pentru compensarea puterii reactive cu siguranţe fuzibile

Standardele europene IEC 60269-1, IEC 60269-2 şi IEC 60269-2-1 nu stabi-lesc nici un fel de cerinţe de efectuare a testărilor sau încercărilor siguranţe-lor în circuitele, care conţin baterii cu condensatori. Reieşind din practica inginerească multianuală şi desfăşurarea încercărilor şi testărilor de către specialiştii noştri, noi am pregătit un tabel de selectare a siguranţelor fuzi-bile (conform IEC 60269-2-1) cu caracteristica gL/gG. Acest tip de siguranţe trebuie să protejeze bateriile cu condensatori de curentul de scurtcircuitare şi să corespundă următoarelor cerinţe:- să suporte un curent de pornire puternic de scurtă durată, care depăşeşte până la 100 ori curentul nominal al bateriilor cu condensatori- să suporte un curent de lucru de lungă durată, care depăşeşte până la 1,5 ori In al bateriei cu condensatori (inclusiv al armonicei)- să suporte creşteri de tensiune până la 20% din Un până la 5 min- să suporte modificarea capacităţii (respectiv a tensiunii) de până la + 15%- să suporte o creştere de tensiune până la 10% din Un până la 8 ore

Calculul siguranţei pentru protecţia baterii-lor cu condensatori se realizează după for-mula:

In/A = k ∙ Qn/kVAr

Puterea condensatoarelor trebuie să fie de la 35% până la 50% din puterea nominală a generatorului. Deoarece puterea de exploatare a generatorului este supusă unor fluctuaţii considera-bile, puterea condensatoarelor conec-tate trebuie reglată automat.

05 CPv2.indd 98 8/6/2012 10:10:19 PM

99

CP

Condensatorii KNK

Selectarea condensatoarelor pentru compensarea puterii reactive a transformatoarelor

Puterea nominală a

transformatorului (kW)

Puterile condensatorilor In (kVAr), ţinând cont de tensiunile primare şi sarcină5 - 10 кV 15 - 20 кV 25 - 30 кV

Mers în gol (kVAr)

Sarcină completă

(kVAr)

Mers în gol (kVAr)

Sarcină completă

(kVAr)

Mers în gol (kVAr)

Sarcină completă

(kVAr)5 0,75 1 0,8 1,1 1 1,3

10 1,2 1,7 1,5 2 1,7 2,220 2 3 2,5 3,5 3 425 2,5 3,5 3 4 4 575 5 8 6 9 7 11

100 6 10 8 11 10 13160 10 12 12 15 15 18200 11 17 14 19 18 22250 15 20 18 22 20 25315 18 25 20 28 24 32400 20 30 22 36 28 40500 22 40 25 45 30 50630 28 46 32 52 40 62

1000 45 80 50 85 55 951250 50 85 55 90 60 1001600 70 100 60 110 70 1202000 80 160 85 170 90 1805000 150 180 170 200 200 250

Trebuie compensată numai puterea reactivă a mersului în gol a transfor-matorului. Pentru transformatoarele trifazice, în funcţie de puterea acestora, puterea compensată alcătuieşte de la 3 până la 10% din puterea nominală.

Puterea condensatoarelor este limitată de puterea transformatorului de sudare şi alcătuieşte de la 40 până la 50% din puterea completă a acestuia. În redre-soarele de sudare cu semiconductori puterea alcătuieşte 10% din puterea completă a acestora. Pentru traducto-arele de sudare alegerea se realizează la fel ca şi pentru motoarele electrice cu curent alternativ.

Factorul de putere real

cos φ0

Factorul de putere necesar – cos φ1

0,7 0,75 0,8 0,82 0,84 0,86 0,88 0,9 0,92 0,94 0,96 0,98 1,000,5 0,71 0,85 0,98 1,03 1,09 1,14 1,19 1,25 1,31 1,37 1,44 1,53 1,73

0,52 0,62 0,76 0,89 0,94 1 1,05 1,1 1,16 1,22 1,28 1,35 1,44 1,640,54 0,54 0,68 0,81 0,86 0,91 0,97 1,02 1,07 1,13 1,2 1,27 1,36 1,560,56 0,46 0,6 0,73 0,78 0,83 0,89 0,94 1 1,05 1,12 1,19 1,28 1,480,58 0,38 0,52 0,65 0,71 0,76 0,81 0,86 0,92 0,98 1,04 1,11 1,2 1,40,6 0,31 0,45 0,58 0,64 0,69 0,74 0,79 0,85 0,91 0,97 1,04 1,13 1,33

0,62 0,25 0,38 0,52 0,57 0,62 0,67 0,73 0,78 0,84 0,9 0,97 1,06 1,270,64 0,18 0,32 0,45 0,5 0,55 0,61 0,66 0,72 0,77 0,84 0,91 1 1,20,66 0,12 0,26 0,39 0,44 0,49 0,54 0,6 0,65 0,71 0,78 0,85 0,94 1,140,68 0,06 0,2 0,33 0,38 0,43 0,48 0,54 0,59 0,65 0,72 0,79 0,88 1,080,7 0,14 0,27 0,32 0,37 0,43 0,48 0,54 0,59 0,66 0,73 0,82 1,02

0,72 0,08 0,21 0,27 0,32 0,37 0,42 0,48 0,54 0,6 0,67 0,76 0,960,74 0,03 0,16 0,21 0,26 0,32 0,37 0,42 0,48 0,55 0,62 0,71 0,910,76 0,11 0,16 0,21 0,26 0,32 0,37 0,43 0,49 0,56 0,65 0,860,78 0,05 0,1 0,16 0,21 0,26 0,32 0,38 0,44 0,51 0,6 0,80,8 0,05 0,1 0,16 0,21 0,27 0,32 0,39 0,46 0,55 0,75

0,82 0,05 0,1 0,16 0,21 0,27 0,34 0,41 0,49 0,70,84 0,05 0,11 0,16 0,22 0,28 0,35 0,44 0,650,86 0,05 0,11 0,17 0,23 0,3 0,39 0,590,88 0,06 0,11 0,18 0,25 0,34 0,540,9 0,06 0,12 0,19 0,28 0,48

0,92 0,06 0,13 0,22 0,430,94 0,07 0,16 0,36

Tabelul pentru determinarea puterii reactive a instalaţiei cu condensatori (kVAr), necesare pentru atingerea cos φ definit

P – puterea reală a sarciniicos φ0 – cos φ al sistemului fără compensarea factorului de puterecos φ1 – cos φ necesarQc – puterea reactivă a sistemului de compensare a factorului de putere, care trebuie instalatK – coeficientul raportului dintre cos φ0 şi cos φ1 (vezi tabelul de mai jos)

Coeficientul K, cu care se înmulţeşte energia reală, cheltuită în kW pentru determinarea kVAr necesar pentru compensarea fac-torului de putere.

Puterea reactivă capacitivă se calculează după formula:

Qc = P ∙ K

05 CPv2.indd 99 8/6/2012 10:10:19 PM

100

CP

Condensatorii KNK

Calculul eficienţei economice a instalaţiilor cu condensatori

1. Economia pentru plata energiei reactive;Plata pentru energia reactivă alcătuieşte de la 12% până la 50% din energia activă în diferite regiuni ale Ucrainei.2. Pentru obiectivele în exploatare diminuarea pierderilor de energie în cabluri din contul diminuării curentelor fazice;3. Pentru obiectivele în proiectare economia pentru costul cablurilor din contul diminuării secţiunii acestora.În medie la obiectivele în exploatare în cablurile de alimentare se pierde 10...15% din energia activă consumată. Pentru calcule vom consi-dera coeficientul de pierderi Kp=12%. Pierderile sunt proporţionale pătratului curentului care trece prin cablu.

Să analizăm această componentă pe exemplul unui obiectiv în funcţionare

Eficienţa economică a implementării unei instalaţii automate cu condensatori este alcătuită din următoarele componente

Formula dependenţei puterii nominale a condensatorului de tensiunea din reţea

Tensiunea şi frecvenţa

nominală

Capacitatea nominală (μF)

Puterea nominală (kVAr) la Un =

380 V


400 V


420 V


440 V

400 V 50 HZ

3 x 16,6 2,3 2,5 - -3 x 19,9 2,7 3 - -3 x 26,5 3,6 4 - -3 x 33,2 4,5 5 - -3 x 66,3 9,0 10 - -3 x 83,3 11,3 12,5 - -3 x 100 13,6 15 - -

3 x 133,0 18,1 20 - -3 x 165,8 22,6 25 - -3 x 198,9 27,1 30 - -

440 V50 Hz

3 x 13,7 1,9 2,1 2,3 2,53 x 16,5 2,2 2,5 2,7 33 x 21,9 3,0 3,3 3,6 43 x 27,4 3,7 4,1 4,6 53 x 54,9 7,5 8,3 9,1 103 x 68,6 9,3 10,3 11,4 12,53 x 82,3 11,2 12,4 13,7 15

3 x 110,0 14,9 16,5 18,2 203 x 137,1 18,6 20,7 22,8 253 x 164,4 22,4 24,8 27,3 30

Dependenţa capacităţii de mărimea tensiunii

Până la implementarea unei instalaţii automate cu condensatori cos (φ) = 0,80. După implementarea unei instalaţii automate cu condensatori cos (φ) = 0,97. Componenta activă relativă a curentului (care corespunde după fază cu tensiunea) o considerăm egală cu unitatea. Curentul complet relativ alcătuieşte până la implementare I1 = 1/0,8 = 1,25. Curentul complet relativ alcătuieşte după la implementare I2 = 1/0,97 = 1,03. Diminuarea consumului de energie activă va alcătui:Pe = Pp • [(I12 – I22/I12)] • Kpt = Pp • 0,038 – adică, în acest exemplu cheltuielile pentru energia activă au scăzut cu 3,8%.Prin analogie la creşterea cos (φ) de la 0,9 până la 0,97 cheltuielile pentru energia activă vor scădea cu 1,7%. În cazul general pentru un obiectiv în funcţionare scăderea anuală a consumului de energie activă din contul creşterii cos (φ) va alcătui:Pe = Pp • { [(1/cos2 (φ1) – 1/cos2 (φ1)/1/cos2 (φ1)] } • Kptcos (φ1) – cosinus φ înainte de compensarecos (φ2) – cosinus φ după compensareKpt – coeficientul pierderilor Kpt = 0,12Pp – Consumul anual de energie înainte de compensareEconomia anuală Eg în plata energiei va alcătuiEg = Pe • tunde T – tariful pentru energia activă

Efectul economic anual:Ge = Eg • Ec/Tcunde Ec – costul instalaţiei cu condensatori;Tc – durata de exploatare a instalaţiei cu condensatori este de 15 ani;Eg – economia pentru plata energiei electrice.Termenul de amortizare a cheltuielilor:Ez = Ec/Eg

(Ue / Un )2 ∙ Qс = Qf

unde:Ue – tensiunea reţelei;Un – tensiunea nominală a condensa-torului;Qc – puterea nominală a condensato-rului;Qf – puterea reală a condensatorului.

05 CPv2.indd 100 8/6/2012 10:10:20 PM

101

CP

Contactoare pentru bateriile cu condensatori

Contactoare pentru bateriile cu condensatori CEM C

Utilizarea - Sunt destinate pentru amortizarea curenţilor de pornire în sistemele de compen-sare a coeficientului puterii reactive.

Principiul de bază de funcţionare:Contactoarele pentru comutarea condensatorilor trifaziciÎn procesul exploatării instalaţiilor cu condensatori pentru compensarea puterii reactive, la reglarea treptelor, bateriile cu condensatori sunt supuse unor comutări frecvente. În com-paraţie cu alt tip de utilaj electric, la comutarea bateriilor cu condensatori apare, pe lângă curentul de lucru nominal obişnuit, trecerea unui curent puternic de pornire, care depăşe-şte considerabil (până la 250 ori) valoarea nominală.

De aceea pentru comutarea condensatorilor este necesară utilizarea unor demaroare de construcţie specială cu funcţionare rapidă. Spre deosebire de contactoarele obişnuite, acestea sunt dotate cu un grup de contact suplimentar, instalat în paralel cu cel de bază. La contactele auxiliare sunt conectate din două părţi în serie elemente detaşabile limitato-are de curent, care constau din câteva spire de cablu cu rezistenţă specifică sporită. În cazul comutării ambele grupuri de contacte sunt acţionate concomitent, însă din cazul distanţei mai mici, limitate de opritor, contactele auxiliare se închid cu câteva milisecunde înaintea celor de bază, lasă să treacă curentul de pornire prin elementele limitatoare de curent, astfel limitând curentul bateriei cu condensatori şi se desfac numai după închiderea fermă a contactelor de forţă de bază.

În caz contrar fluctuaţiile curentului pot cauza deteriorarea (sudarea) grupului de contact de forţă şi influenţa negativ durata de exploatare a condensatorului. Limitarea curentului de pornire permite de asemenea evitarea căderile de tensiune în timpul proceselor tranzi-torii. O astfel de particularitate a grupului de contact garantează funcţionarea stabilă şi efi-cientă pe întreaga durată de exploatare a contactorului. Demaroarele condensatorilor sunt destinate comutării directe ale bateriilor cu condensatori cu inductivitate scăzută şi pierderi interne neînsemnate (EC 60831, VDE 0560) fără bobine de şoc suplimentare. Folosirea demaroarelor permite diminuarea curentului de pornire al bateriei cu condensatori până la nivelul < 70-IR fără folosirea unor rezistoare suplimentare de amortizare şi dispozitive externe de comutare. Grupul de contact al demaroarelor este rezistent la sudare în cazul curenţilor de pornire de vârf de până la 250-IR. Toate contactoarele pentru condensatori sunt dotate cu contacte auxiliare normal desfăcute.

Completarea cu contactoare „de condensator” (demaroare) păstrează stabilitatea caracteri-sticilor condensatorilor cosinusoidali cu inductanţă scăzută cu pierderi proprii nesemnifica-tive (standardele IEC 70 şi 831 1-2) pe întreaga lor durată de exploatare (100 000 ... 130 000 ore), comparabilă cu resursa de declanşare a contactorului (tabelul caracteristicilor tehnice), şi preîntâmpină apariţia căderilor de tensiune şi supraîncărcărilor prin impulsuri în reţeaua compensată la comutarea treptelor bateriilor cu condensatori.


CEM 18CN CEM 25CN CEM 32CN CEM 50CN CEM 65CN CEM 80CN

Tensiunea (V)/Puterea condensatorului (kVar)

AC-6b (t° = 55°C)

220-230V kVAr 8 11 15 25 30 35380-415V kVAr 15 20 25 40 50 61

440V kVAr 16 23 30 45 60 71480V kVAr 17 25 33 50 65 77

660-690V kVAr 25 34 45 65 87 106AC-6b Curent nominal (Ie) (55°C) A 21 30 40 60 77 ---AC-6b Curent nominal (Ie) (70°C) A 15 22 34 50 62 ---Siguranţă (gL/gG) A 35 50 63 100 125 ---Secţiunea conductorilor conectaţi mm2 6 2 х 10 2 х 16 2 х 35 2 х 35 ---Forţa de strângere N.m. 1 ... 1,7 1,6 ... 3 2,5 ... 4 4 ... 6 4 ... 6 ---Numărul maxim de comutări pe oră 120Numărul maxim de contacte suplimentare 1 1 3 5 5 ---Resursa energetică ..x103 100Dimensiunile de gabarit (lăţime/ înălţime/ adâncime) mm 45/113/129 45/113/129 55/125/140 66/185/158 66/185/158 ---/---/---Codul ------ 4645130 4646130 4648140 4649140 -------

05 CPv2.indd 101 8/6/2012 10:10:26 PM

102

CP


Dimensiunile de gabarit ale contactoarelor CEM C

CEM 18CN, CEM 25CN

4581

35

10

46

58

129

113

DIN35mm

CEM 32CN

45

79 59

8.5

4.5

55 140

125

DIN35mm

CEM 50CN, CEM 65CN66 158

185

90

656

58

4.5

7.5

7.5

DIN35mm

05 CPv2.indd 102 8/6/2012 10:10:27 PM

103

CP

Controloare

Regulatoarele puterii reactive PFC

Controloarele automate de corectare a factorului de putere din seria PFC – 6 DA, PFC – 8 DB şi PFC – 12 DB

Măsurările puterii reactive se realize-ază pe 4 cadrane, ceea ce asigură un grad maxim de compensare a ener-giei consumate.

O particularitate a controlorului o reprezintă funcţia specială de determinare a multiplicităţii treptelor comutate. Controlorul are posibilitatea de cuplare şi programare a unui ventilator extern pentru răcirea bateriilor cu condensatori, de asemenea în acesta este prevăzut un semnal de avarie pentru depăşirea temperaturii.

Utilizarea - Pentru compensarea puterii la sarcini diferite regulatoarele PFC urmăresc com-ponentele activă şi reactivă ale puterii prin măsurarea valorilor instantanee şi curentului în circuitul electric. În baza acestor măsurători se calculează defazarea dintre curent şi ten-siune, şi această valoare se compară cu valoarea setată prealabil cos φ. În funcţie de devia-ţia reală a factorului de putere controlorul PFC trimite comanda pentru dirijarea treptelor bateriilor cu condensatori cu un timp minim de reacţie de la 4 secunde (se programează).


Tensiunea de alimentare 230 – 415 VAC – 15% + 10% 50 sau 60 Hz

Puterea maxim consumatămodelele 96x96 – 4,5 VAmodelele 144x144 – 4 VA

Curentul nominal In 5 (A)

Intervalul de funcţionare după curent 0,125 ... 5,5 A

Intervalul de măsurare a tensiunii 195 ... 460 VAC

Intervalul de măsurare a curentului 0,125 ... 5,5 A

Reglarea factorului de putere 0.85 induct. ... 0.95 capacit.

Ieşirea de releu 8A – 250 VAC (AC1)

Sarcina maximă a contactelor de bază 10A

Tensiunea maximă comutată 400 VAC

Resursa electrică 20 x 106 cicluri

Resursa mecanică 100 x 103 cicluri

Conformitatea standardelorIEC 60255-5, IEC 60255-6, IEC 60068-2-61,

IEC 60068-2-6, EN50081-1, EN50082-2

Temperatura de funcţionare -10 / +50 °C

Gradul de protecţie panoul de comandă – IP41, bornele – IP20

TipulTensiunea nominală

UnCodul

Limitele de reglare

In (A)Numărul de

trepteDimensiunea

(mm)Puterea

PFC - 6 DA 400 V (+15%; -10%) 4656570 0.85 ind. - 0.85 cap. 5 А până la 6 96х96x74 5.8 VAPFC - 8 DB 400 V (+15%; -10%) 4656572 0.85 ind. - 0.85 cap. 5 А până la 8 149х149x60 6.1 VA

PFC - 12 DB 400 V (+15%; -10%) 4656571 0.85 ind. - 0.85 cap. 5 А până la 12 149х149x60 6.1 VA

Descrierea:Controloarele de corectare a factorului de putere în sistemele de joasă tensiune determină valoarea reală cos φ şi realizează cuplarea automată sau decuplarea trep-telor pentru atingerea valorii necesare a factorului de putere.

Principiul de funcţionare a controlorului se bazează pe sistemul FCP, care permite efectuarea unor măsurători instantanee ale valorilor tensiunii şi curentului, asigurând gestionarea optimă a sistemului de compensare a puterii reactive.În absenţa necesităţii reglării automate toţi parametrii pot fi setaţi manual.

Particularităţile:- montare şi exploatare simplă;- pierderi nesemnificative (până la 0,5 W la un kVar putere);- posibilitatea conectării în orice punct al reţelei electrice;- cheltuieli de exploatare nesemnificative;- controlul temperaturii bateriilor cu condensatori

05 CPv2.indd 103 8/6/2012 10:10:28 PM

104

CP

Controloare

Schemele de conectare ale PFC

Observaţii:(1) În cazul conectării incorecte cos φ nu se modifică la comutarea condensatorilor. Trebuie modificată conectarea transformatorului de curent (CT) mai sus de circuitul de alimentare a bateriilor cu condensatori.(2) Ultimul bloc de contacte (lipseşte în modelul PFC4DA).(3) Meniul de bază pentru setarea parametrilor P.05 (vezi instrucţiunile pentru utilizatorul PFC)(4) Setarea sensibilităţii transformatorului de curent (CT)

Transformatorul de separare T1 se folo-seşte pentru:- Izolarea circuitelor auxiliare ale contro-lorului de reţeaua de alimentare.- Separarea circuitelor auxiliare ale bobi-nelor contactoarelor de reţeaua de ali-mentare.

* Transformatorul de separare T1 nu face parte din ansamblul de livrare

CONECTAREA – 230V

CONTROLORULAlimentare

suplimentară

Alimentare monofazică

Bate

riile

cu co

nden

sato

ri

Ieşiri de releu

Sarcină

CONTROLORULAlimentare

suplimentară

Alimentare trifazică

Bate

riile

cu co

nden

sato

ri

Ieşiri de releu

Sarcină

CONECTAREA – 415V

05 CPv2.indd 104 8/6/2012 10:10:29 PM

105

CP

Condensatorii KLV

Utilizarea - Condensatorii KLV sunt elaboraţi pentru compensarea puterii reactive în reţe-lele electrice şi în instalaţiile industriale. Tehnologia performantă de fabricaţie a conden-satorilor KLV este bazată pe utilizarea secţiunilor de condensatori din peliculă cu îmbinări electrice şi mecanice îmbunătăţite între secţiuni şi îmbibarea cu ulei de izolare inofensiv din punct de vedere ecologic (nu conţine difenil policlorurat). Datorită tensiunii iniţiale înalte ale descărcărilor parţiale, condensatorii KLV sunt utili pentru montarea în circuitele cu prezenţa armonicelor superioare. Dependenţa nesemnificativă a modificării capacităţii de temperatură îi face extrem de potriviţi pentru montarea în schemele filtrelor. În caz de necesitate de obţinere a unei tensiuni nominale cu valoare mai ridicată decât tensiunea nominală a unui condensator, blocurile se unesc în baterii cu ajutorul unei legări în serie.


Dielectricul: peliculă

Lichidul de îmbibare: ulei de izolare inofensiv din punct de vedere ecologic, pe bază de M/DBT (nu conţine difenil policlorurat)

Rezistorul de descărcare:rezistorul de descărcare încorporat scade tensiunea pe condensatorul decuplat de la valoarea maximă a tensiunii nominale până la

75 V în 10 minute (descărcarea până la 50 V în 5 minute – la comandă)

Siguranţele încorporate: (se montează la comandă)

În funcţie de tensiunea nominală a condensatorului şi puterea nominală de ieşire, condensatorii de forţă de înaltă tensiune KLV au un număr diferit de secţiuni legate în serie, care formează grupuri de secţii, legate în paralel. De asemenea se pot folosi siguranţe

externe, în cazul când siguranţele încorporate nu corespund tensiunii nominale mai ridicate sau puterii nominale de ieşire mai scăzute a condensatorului

Releul de presiune cu capac: (se montează la comandă)

Se foloseşte pentru protecţia blocurilor şi bateriilor cu condensatori fără protecţie contra asimetriei. În cazul deteriorării condensatorului în interiorul carcasei poate să apară o presiune ridicată, care poate cauza ruperea carcasei. Pentru controlul

unei astfel de deteriorări, se foloseşte releul de presiune. În cazul când presiunea depăşeşte 0,5 bar, se declanşează un contact, care nu se află sub tensiune, care se foloseşte pentru deconectarea bateriei deteriorate printr-un întrerupător (montat pe partea

consumatorului) fără temporizare

Materialul carcasei/Acoperirea:Carcasa condensatorului este fabricată din oţel inoxidabil, este grunduită şi vopsită. Pentru montarea în încăpere este posibilă

fabricarea carcasei din oţel obişnuit, grunduit şi vopsit.

Intrările şi conectarea:Bornele de contact, cu posibilitatea de conectare cu orice combinaţie din doi conductori de la 4 mm2 până la 50 mm2 ai unui cablu

monofilar sau plurifilar – la comandă

Montarea: Verticală sau orizontală

Frecvenţa nominală: 50, 60 Hz; Toleranţa – 5% ... + 10%

Pierderile medii 0,08 – 0,15 W/kVAr

Condiţiile standard de izolare 7,2 – 12 – 17,5 – 24 kV

Categoria de temperatură -40°C până la +50°C conform IEC

Conformitatea standardelor IEC 60871-1, ANSI/IEEE 18 – 1992, NEMA CP-1, 1988

Formular de comandăparametrul descrierea

Numărul treptelor 1 sau 3Puterea nominală kVArTensiunea nominală VFrecvenţa nominală HzToleranţa capacităţii -__% ... +__%Numărul de intrări 1,2...

Montarea internă/externă

Nivelul de izolare../..kB (dacă este necesară mai mare

decât nominală)Siguranţele încorporate da/nuReleul de presiune da/nuBornele de contact da/nu

Condensatorii de forţă de înaltă tensiune KLV

05 CPv2.indd 105 8/6/2012 10:10:31 PM

106

CP

CP

Bobine de şoc

Utilizarea - Creşterea considerabilă a folosirii aparaturii electronice de forţă a dus la creşte-rea distorsiunilor armonice în sistemele electrice, ceea ce, la rândul său, adeseori cauzează probleme instalaţiilor cu condensatori. Din această cauză în ultimul timp tot mai mulţi furni-zori de energie electrică solicită instalarea unor sisteme divergente cu condensatori (baterii cu condensatori cu filtrare).Sistemele divergente cu condensatori îndeplinesc funcţia de îmbunătăţire a factorului de putere, preîntâmpinând creşterea componentelor armonice ale curentului şi tensiunii, din contul rezonanţei dintre condensatori şi inductivitatea sistemului electric. Prin cuplarea în serie a bobinei de şoc şi condensatorului de forţă se creează un contur de rezonanţă. Fre-cvenţa de rezonanţă a acestui contur este situată mai jos de frecvenţa celei mai mici armo-nice din circuit (cel mai frecvent al 5-lea). De aceea, pentru toate armonicile, aflate mai sus de această frecvenţă de rezonanţă, schema este inductivă şi pericolul rezonanţei dintre instalaţia cu condensatori şi inductivitatea circuitului se exclude.

Bobinele de şoc

Poluarea circuitelor de curent alternativ cu armonice superioare poate cauza următoarele consecinţe:

scăderea duratei de exploatare a condensatorilor;

declanşarea prematură a contactoarelor şi altor siguranţe;

deteriorarea sau activitatea eronată a calculatoarelor, acţionărilor motoarelor, dispo-

zitivelor de iluminare şi altor consumatori sensibili.

05 CPv2.indd 106 8/6/2012 10:10:33 PM

107

CP

Bobine de şoc

Tabelul de selectare a bobinelor de şoc de filtrare pentru bateriile cu condensatori KNK

Tabelul de selectare a bobinelor de şoc de filtrare pentru bateriile cu condensatori KNK

TipulPuterea

nominală (kVAr)

CodulInducti-vitatea

(mH)

Curentul nominal

(A) InGreutatea (kg) Condensatorii

FKD 7/2,5 2,5 4656580 15,34 3,6 2,2 KNK5065 4kVAr 525V 50Hz

FKD 7/5 5 4656581 7,67 7,2 3,8 2x KNK5065 4kVAr 525V 50Hz

FKD 7/7,5 7,5 4656582 5,11 10,8 5,5 KNK1053 10kVAr 480V 50Hz

FKD 7/10 10 4656583 3,84 14,4 8,5 KNK1053 12,5kVAr 460V 50Hz

FKD 7/12,5 12,5 4656584 3,07 18 11 KNK1053 15,4kVAr 460V 50Hz

FKD 7/15 15 4656585 2,56 21,7 11,5 KNK1053 20kVAr 480V 50Hz

FKD 7/20 20 4656586 1,92 28,9 14,5 KNK1053 25kVAr 460V 50Hz

FKD 7/25 25 4656587 1,53 36,1 18 KNK1053 30,8kVAr 460V 50Hz

FKD 7/30 30 4656588 1,28 43,3 22 2x KNK1053 20kVAr 480V 50Hz

FKD 7/40 40 4656589 0,96 57,7 27 2x KNK1053 25kVAr 460V 50Hz

FKD 7/50 50 4656590 0,77 72,2 33 2x KNK1053 30,8kVAr 460V 50Hz

05 CPv2.indd 107 8/6/2012 10:10:33 PM

108

CP

Schema de conectare a PFC

Bobine de şoc

05 CPv2.indd 108 8/6/2012 10:10:33 PM

calcul pentru compensare energie reactiva

Documents