Capacitores estáticos para compensação de potência reativa

Os capacitores estáticos são mais amplamente utilizados em empresas industriais como meio de compensação de potência reativa. As principais vantagens dos capacitores estáticos para compensação de potência reativa são:

1) pequenas perdas de potência ativa na faixa de 0,3-0,45 kW por 100 kvar;

2) a ausência de partes rotativas e a massa relativamente baixa da instalação com capacitores, não havendo necessidade de fundação; mais 3 operação simples e baratade outros dispositivos compensatórios; 4) possibilidade de aumentar ou diminuir a capacidade instalada, conforme a necessidade; 5) a possibilidade de instalar capacitores estáticos em qualquer ponto da rede: em receptores elétricos individuais, em grupos em oficinas ou grandes baterias. Além disso, a falha de um capacitor individual, se devidamente protegido, geralmente não afeta a operação de todo o capacitor. Classificação e características técnicas dos capacitores estáticos para compensação de potência reativa Os capacitores estáticos são classificados de acordo com os seguintes critérios: tensão nominal, número de fases, tipo de instalação, tipo de impregnação, dimensões gerais. Para compensar a potência reativa das instalações elétricas de corrente alternada com frequência de 50 Hz, a indústria nacional produz capacitores para as seguintes tensões nominais: 220 - 10500 V. Capacitores com tensão de 220-660 V estão disponíveis em monofásico e trifásico (seções conectadas em delta) e capacitores com tensão de 1050 V e mais estão disponíveis apenas em monofásico. Capacitores com possibilidade de realizar unidades capacitivas trifásicas com tensão de 3,6 e 10 kV com esquema de ligação em estrela. Capacitores com tensões de 1050, 3150, 6300 e 10500 V são usados ​​para fazer unidades capacitivas trifásicas com tensões de 1, 3, 6 e 10 kV com conexão delta. Os mesmos capacitores são usados ​​em bancos de capacitores de alta tensão. Dependendo do tipo de instalação, os capacitores podem ser produzidos com todas as tensões nominais para instalações externas e internas. Os capacitores para instalações externas são produzidos com isolamento externo (isoladores de terminal) para uma tensão de pelo menos 3150 V. De acordo com o tipo de impregnação, os capacitores são divididos em capacitores impregnados com óleo mineral (petróleo) e capacitores impregnados com um dielétrico líquido sintético. Em termos de tamanho, os capacitores são divididos em duas dimensões: a primeira com dimensões de 380x120x325 mm, a segunda com dimensões de 380x120x640 mm. Tipos e designações de capacitores estáticos para compensação de potência reativa Os capacitores estáticos são produzidos nos seguintes tipos: KM, KM2, KMA, KM2A, KS, KS2, KSA, KS2A, e os sinais de classificação são refletidos na designação alfanumérica do tipo. As letras e os números significam: K — «coseno», M e C — impregnado com óleo mineral ou dielétrico líquido sintético, A — versão para instalação externa (sem letra A — para interna), 2 — versão em caso de segundo tamanho (sem número 2 — no caso da primeira dimensão). Após designar o tipo, os capacitores são indicados por números Tensão nominal capacitor (kV) e potência nominal (kvar). Por exemplo: KM-0,38-26 significa um capacitor "cosseno" (para compensação de potência reativa em uma rede de corrente alternada com frequência de 50 Hz), impregnado com óleo mineral, para instalação interna, primeira dimensão, para uma tensão de 380 V, com potência de 26 kvar; KS2-6.3-50-«coseno», impregnado com líquido sintético, segundo tamanho, para instalação interior, para tensão 6,3 kV, potência 50 kvar.

Dispositivo de capacitor estático para compensação de potência reativa

Os principais elementos estruturais dos capacitores são um tanque com isoladores e uma parte móvel que consiste em uma bateria de seções dos capacitores mais simples.

Capacitores de série única com capacidade nominal de até 1050 V inclusive são fabricados com fusíveis embutidos conectados em série com cada seção. Capacitores de alta tensão não possuem fusíveis embutidos e devem ser instalados separadamente. Nesse caso, é realizada a proteção de grupo de capacitores com fusíveis.Quando a proteção do grupo é realizada na forma de fusíveis, um fusível protege a cada 5 a 10 capacitores e a corrente nominal do grupo não excede 100 A. Além disso, fusíveis comuns são instalados para toda a bateria.

Para capacitores com tensão de 1050 V e abaixo, com fusíveis embutidos, também são instalados fusíveis comuns para a bateria como um todo e com energia significativa da bateria - para seções individuais.

Dependendo da tensão da rede, os bancos de capacitores trifásicos podem ser complementados com capacitores monofásicos com conexão em série ou paralelo em série de capacitores em cada fase da bateria.

Conectando bancos de capacitores à rede

Bancos de capacitores de qualquer tensão podem ser conectados à rede por meio de um dispositivo separado projetado para ligar ou desligar apenas capacitores ou por meio de um dispositivo de controle comum com um transformador de potência, motor assíncrono ou outro receptor de eletricidade.

Capacitores estáticos em instalações com tensão de até 1000 V são conectados à rede e desconectados da rede por meio de interruptores ou disjuntores.

Os capacitores utilizados em instalações com tensões acima de 1000 V são conectados à rede elétrica e desconectados da rede elétrica apenas por meio de chaves ou seccionadoras (seccionadoras de carga).

Para que os custos de desligamento do equipamento não sejam muito elevados, não é recomendado levar capacidades de bancos de capacitores inferiores a:

a) 400 kvar a uma tensão de 6-10 kV e conectando as baterias a um interruptor separado;

b) 100 kvar a uma tensão de 6-10 kV e ligando a bateria a um interruptor em comum com um transformador de potência ou outro receptor elétrico;

c) 30 kvar em tensões até 1000 V.

Usando resistores de descarga com capacitores para compensação de potência reativa

Para segurança na manutenção de capacitores desconectados ao remover a carga elétrica, é necessário usar resistores de descarga conectados em paralelo com os capacitores. Para fins de descarga confiável, a conexão dos resistores de descarga aos capacitores deve ser feita sem seccionadores intermediários, chaves ou fusíveis. Os resistores de descarga devem fornecer uma rápida redução automática da tensão nos terminais do capacitor.

A pedido do cliente, os capacitores podem ser produzidos com resistores de descarga embutidos localizados sob a tampa de um selo isolante. Esses resistores reduzem a tensão da tensão operacional máxima para 50 V em não mais de 1 minuto para capacitores com tensão de 660 V e abaixo e em não mais de 5 minutos para capacitores com tensão de 1050 V e acima.

A maioria dos capacitores já instalados em empresas industriais não possui resistências de descarga embutidas, neste caso, lâmpadas incandescentes para tensão de 220 V. geralmente são usadas como resistência de descarga em tensão de até 1 kV para baterias de capacitores. A conexão de lâmpadas conectadas em série com várias partes em cada fase é realizada de acordo com o esquema triangular. Em tensões acima de 1 kV, os transformadores de potencial são instalados como resistência de descarga, que são conectados de acordo com o esquema delta ou delta aberto.

Circuito de comutação de uma lâmpada incandescente para descarga de baterias de capacitores (até 1000 V) usando uma chave de lâmina dupla

Lâmpadas incandescentes conectadas permanentemente, que geralmente são usadas como resistores de descarga para bancos de capacitores com tensões de até 660 V, causam perdas improdutivas de energia e consumo de lâmpadas.

Quanto menor a potência da bateria, maior a potência da lâmpada por capacitores de 1 kvar instalados. É mais conveniente que as lâmpadas não sejam conectadas constantemente, mas acendam automaticamente quando o bloco do capacitor é desligado. Para isso, pode-se utilizar o esquema mostrado na figura, no qual são utilizadas chaves tipo faca dupla. As lâminas adicionais estão localizadas de forma que as lâmpadas acendem antes de desconectar a bateria da rede elétrica e apagam após conectar a bateria. Isso pode ser alcançado escolhendo um ângulo apropriado entre as palhetas do disjuntor principal e auxiliar.

Ao conectar capacitores e receptores de eletricidade diretamente à rede sob o interruptor comum, não são necessárias resistências de descarga especiais. Então descarga de capacitor ocorre nos enrolamentos do receptor elétrico.

Unidades de condensação completas para design industrial geral

Na implementação de sistemas de fornecimento de energia de empresas industriais, uma aplicação cada vez mais ampla é encontrada com elementos completos e totalmente fabricados em fábricas. Isso também se aplica a subestações transformadoras em armazéns, gabinetes de distribuição e outros elementos de sistemas de energia, incluindo bancos de capacitores.O uso de dispositivos completos reduz significativamente o volume de trabalho de construção e instalação elétrica, melhora sua qualidade, reduz o tempo de comissionamento, aumenta a confiabilidade do trabalho e a segurança durante o trabalho.

Bancos de capacitores completos para tensão 380 V são produzidos para instalação interna e para tensão 6-10 kV - para uso interno e externo. A faixa de capacidade dessas unidades é bastante ampla, e a maioria dos tipos de unidades capacitivas completas modernas são equipadas com dispositivos para controle automático de nível único ou multinível de sua potência.

Unidades capacitivas completas para tensão 380 V são feitas de capacitores trifásicos e para tensão 6-10 kV - de capacitores monofásicos com capacidade de 25-75 kvar, conectados em um triângulo.

A unidade de condensação completa consiste em um gabinete de entrada e gabinetes de condensador. Nas instalações de 380 V, um dispositivo de controle automático, transformadores de corrente, seccionadores, dispositivos de medição (três amperímetros e um voltímetro), equipamentos de controle e sinalização e barramentos são instalados no gabinete de entrada.

No caso de usar capacitores com resistores de descarga embutidos, não são instalados transformadores de potencial. O cubículo de entrada é alimentado por um cabo proveniente do cubículo de distribuição (RU) 6-10 kV, no qual estão instalados os equipamentos de controle, medição e proteção.