Condensateurs statiques pour compensation de puissance réactive
Les condensateurs statiques sont les plus largement utilisés dans les entreprises industrielles comme moyen de compensation de puissance réactive.Les principaux avantages des condensateurs statiques pour la compensation de puissance réactive sont :
1) pertes mineures de puissance active comprises entre 0,3 et 0,45 kW pour 100 kvar ;
2) l'absence de pièces tournantes et la masse relativement faible de l'installation à condensateurs, et à cet égard il n'y a pas besoin de fondation ; 3 autres opération simple et peu coûteused'autres dispositifs compensatoires ; 4) la possibilité d'augmenter ou de diminuer la capacité installée, selon les besoins ; 5) la possibilité d'installer des condensateurs statiques en tout point du réseau : sur des récepteurs électriques individuels, sur des groupes dans des ateliers ou de grosses batteries. De plus, la défaillance d'un condensateur individuel, s'il est correctement protégé, n'affecte généralement pas le fonctionnement de l'ensemble du condensateur. Classification et caractéristiques techniques des condensateurs statiques pour la compensation de puissance réactive Les condensateurs statiques sont classés selon les critères suivants : tension nominale, nombre de phases, type d'installation, type d'imprégnation, encombrement. Pour compenser la puissance réactive des installations électriques à courant alternatif avec une fréquence de 50 Hz, l'industrie nationale produit des condensateurs pour les tensions nominales suivantes : 220 - 10500 V. Les condensateurs avec une tension de 220-660 V sont disponibles en monophasé et triphasé (sections connectées en triangle) et les condensateurs avec une tension de 1050 V et plus ne sont disponibles qu'en monophasé. Condensateurs avec la possibilité de réaliser des unités de condensateurs triphasés avec une tension de 3,6 et 10 kV avec un schéma de connexion en étoile. Les condensateurs avec des tensions de 1050, 3150, 6300 et 10500 V sont utilisés pour fabriquer des unités de condensateurs triphasés avec des tensions de 1, 3, 6 et 10 kV avec connexion en triangle. Les mêmes condensateurs sont utilisés dans les batteries de condensateurs à tension plus élevée. Selon le type d'installation, les condensateurs peuvent être produits avec toutes les tensions nominales pour les installations extérieures et intérieures. Les condensateurs pour installations externes sont produits avec une isolation externe (isolants terminaux) pour une tension d'au moins 3150 V. Selon le type d'imprégnation, les condensateurs sont divisés en condensateurs imprégnés d'huile minérale (pétrole) et condensateurs imprégnés d'un diélectrique liquide synthétique. En termes de taille, les condensateurs sont divisés en deux dimensions : la première avec des dimensions de 380x120x325 mm, la seconde avec des dimensions de 380x120x640 mm. Types et désignations de condensateurs statiques pour la compensation de puissance réactive Les condensateurs statiques sont produits dans les types suivants : KM, KM2, KMA, KM2A, KS, KS2, KSA, KS2A, et les signes de classification sont reflétés dans la désignation alphanumérique du type. Les lettres et les chiffres signifient : K — « cosinus », M et C — imprégnés d'huile minérale ou de liquide diélectrique synthétique, A — version pour installation externe (sans lettre A — pour interne), 2 — version en cas de deuxième taille (sans numéro 2 — dans le cas de la première dimension). Après avoir désigné le type, les condensateurs sont indiqués par des numéros Tension nominale condensateur (kV) et puissance nominale (kvar). Par exemple : KM-0.38-26 désigne un condensateur "cosinus" (pour compensation de puissance réactive dans un réseau à courant alternatif avec une fréquence de 50 Hz), imprégné d'huile minérale, pour installation intérieure, première dimension, pour une tension de 380 V, avec une puissance de 26 kvar ; KS2-6.3-50-«cosinus», imprégné de liquide synthétique, deuxième taille, pour installation intérieure, pour tension 6,3 kV, puissance 50 kvar.
Dispositif à condensateur statique pour compensation de puissance réactive
Les principaux éléments structurels des condensateurs sont un réservoir avec des isolateurs et une partie mobile constituée d'une batterie de sections des condensateurs les plus simples.
Les condensateurs en série unique évalués jusqu'à 1050 V inclus sont fabriqués avec des fusibles intégrés connectés en série avec chaque section. Les condensateurs à haute tension n'ont pas de fusibles intégrés et doivent être installés séparément. Dans ce cas, une protection de groupe des condensateurs avec des fusibles est effectuée.Lorsque la protection de groupe est effectuée sous forme de fusibles, un fusible protège tous les 5 à 10 condensateurs et le courant nominal du groupe ne dépasse pas 100 A. De plus, des fusibles communs sont installés pour toute la batterie.
Pour les condensateurs avec une tension de 1050 V et moins, avec des fusibles intégrés, des fusibles communs sont également installés pour la batterie dans son ensemble, et avec une puissance de batterie importante - pour des sections individuelles.
En fonction de la tension du secteur, les batteries de condensateurs triphasés peuvent être complétées par des condensateurs monophasés avec connexion série ou parallèle-série de condensateurs dans chaque phase de la batterie.
Connexion des batteries de condensateurs au réseau
Les batteries de condensateurs de n'importe quelle tension peuvent être connectées au réseau soit par un dispositif séparé conçu pour allumer ou éteindre les condensateurs uniquement, soit par un dispositif de commande commun avec un transformateur de puissance, un moteur asynchrone ou un autre récepteur d'électricité.
Les condensateurs statiques dans les installations avec une tension allant jusqu'à 1000 V sont connectés au réseau et déconnectés du réseau à l'aide de commutateurs ou de disjoncteurs.
Les condensateurs utilisés dans les installations avec des tensions supérieures à 1000 V sont connectés au secteur et déconnectés du secteur uniquement au moyen d'interrupteurs ou de sectionneurs (sectionneurs de charge).
Afin que les coûts d'arrêt des équipements ne soient pas trop élevés, il est déconseillé de prendre des capacités de batteries de condensateurs inférieures à :
a) 400 kvar à une tension de 6-10 kV et en connectant les batteries à un interrupteur séparé ;
b) 100 kvar à une tension de 6-10 kV et connecter la batterie à un interrupteur en commun avec un transformateur de puissance ou un autre récepteur électrique ;
c) 30 kvar à des tensions jusqu'à 1000 V.
Utilisation de résistances de décharge avec des condensateurs pour la compensation de puissance réactive
Pour des raisons de sécurité lors de l'entretien de condensateurs déconnectés lors de la suppression de la charge électrique, il est nécessaire d'utiliser des résistances de décharge connectées en parallèle avec les condensateurs. Pour une décharge fiable, la connexion des résistances de décharge aux condensateurs doit être effectuée sans sectionneurs, interrupteurs ou fusibles intermédiaires. Les résistances de décharge doivent fournir une réduction automatique rapide de la tension aux bornes du condensateur.
A la demande du client, les condensateurs peuvent être réalisés avec des résistances de décharge intégrées situées sous le couvercle d'un joint isolant. Ces résistances réduisent la tension de la tension de fonctionnement maximale à 50 V en 1 minute maximum pour les condensateurs avec une tension de 660 V et moins et en 5 minutes maximum pour les condensateurs avec une tension de 1050 V et plus.
La plupart des condensateurs déjà installés dans les entreprises industrielles n'ont pas de résistances de décharge intégrées.Dans ce cas, les lampes à incandescence pour une tension de 220 V. sont généralement utilisées comme résistance de décharge à une tension allant jusqu'à 1 kV pour les batteries de condensateurs. La connexion des lampes connectées en série avec plusieurs parties dans chaque phase est réalisée selon le schéma triangulaire. À des tensions supérieures à 1 kV, des transformateurs de tension sont installés comme résistance de décharge, qui sont connectés selon le schéma en triangle ou en triangle ouvert.
Circuit de commutation d'une lampe à incandescence pour décharger des batteries de condensateurs (jusqu'à 1000 V) à l'aide d'un interrupteur à double lame
La connexion permanente des lampes à incandescence, qui sont généralement utilisées comme résistances de décharge pour les batteries de condensateurs avec des tensions allant jusqu'à 660 V, entraîne des pertes d'énergie improductives et une consommation de lampe.
Plus la puissance de la batterie est faible, plus la puissance de la lampe par 1 kvar de condensateurs installés est élevée. Il est plus opportun que les lampes ne soient pas connectées en permanence, mais s'allument automatiquement lorsque le bloc condensateur est éteint. À cette fin, le schéma illustré sur la figure, dans lequel des interrupteurs à double couteau sont utilisés, peut être utilisé. Les lames supplémentaires sont situées de manière à ce que les lampes s'allument avant de débrancher la batterie du secteur et s'éteignent après avoir connecté la batterie. Ceci peut être réalisé en choisissant un angle approprié entre les aubes principales et auxiliaires du disjoncteur.
Lors de la connexion des condensateurs et du récepteur d'électricité directement au réseau sous le commutateur commun, aucune résistance de décharge spéciale n'est requise. Alors décharge de condensateur se produit sur les enroulements du récepteur électrique.
Unités de condensation complètes pour la conception industrielle générale
Dans la mise en œuvre des systèmes d'alimentation des entreprises industrielles, une application de plus en plus large se trouve avec des éléments complets et entièrement fabriqués dans les usines. Cela s'applique également aux sous-stations de transformation dans les magasins, les armoires de distribution et d'autres éléments des systèmes d'alimentation, y compris les batteries de condensateurs.L'utilisation d'appareils complets réduit considérablement le volume des travaux de construction et d'installation électrique, améliore leur qualité, réduit le temps de mise en service, augmente la fiabilité et la sécurité du travail pendant le travail.
Des batteries de condensateurs complètes pour une tension de 380 V sont produites pour une installation à l'intérieur et pour une tension de 6 à 10 kV - pour une utilisation à l'intérieur et à l'extérieur. La plage de capacité de ces unités est assez large et la plupart des types d'unités de condensateurs complètes modernes sont équipées de dispositifs de contrôle automatique à un ou plusieurs niveaux de leur puissance.
Les unités de condensateurs complètes pour la tension 380 V sont constituées de condensateurs triphasés et pour la tension 6-10 kV - de condensateurs monophasés d'une capacité de 25-75 kvar, connectés en triangle.
L'unité de condensation complète se compose d'une armoire d'admission et d'armoires de condenseur. Dans les installations 380 V, un automatisme, des transformateurs de courant, des sectionneurs, des appareils de mesure (trois ampèremètres et un voltmètre), des équipements de contrôle et de signalisation et des jeux de barres sont installés dans l'armoire d'arrivée.
Dans le cas de l'utilisation de condensateurs avec des résistances de décharge intégrées, les transformateurs de tension ne sont pas installés. La cellule d'entrée est alimentée par un câble provenant de la cellule de distribution (RU) 6-10 kV, dans laquelle sont installés les équipements de commande, de mesure et de protection.