المكثفات الثابتة لتعويض القدرة التفاعلية
تستخدم المكثفات الساكنة على نطاق واسع في المؤسسات الصناعية كوسيلة لتعويض الطاقة التفاعلية. والمزايا الرئيسية للمكثفات الساكنة لتعويض القدرة التفاعلية هي:
1) خسائر طفيفة في الطاقة النشطة في حدود 0.3-0.45 كيلو واط لكل 100 كيلو فولت ؛
2) عدم وجود أجزاء دوارة والكتلة المنخفضة نسبيًا للتركيب بالمكثفات ، وفي هذا الصدد ليست هناك حاجة إلى الأساس ؛ 3 أكثر عملية بسيطة ورخيصةمن الأجهزة التعويضية الأخرى ؛ 4) إمكانية زيادة أو تقليل السعة المركبة حسب الحاجة ؛ 5) إمكانية تركيب مكثفات ثابتة في أي نقطة من الشبكة: على أجهزة استقبال كهربائية فردية ، على مجموعات في ورش عمل أو بطاريات كبيرة. بالإضافة إلى ذلك ، فإن فشل المكثف الفردي ، إذا كان محميًا بشكل صحيح ، لا يؤثر عادةً على تشغيل المكثف بأكمله. التصنيف والخصائص التقنية للمكثفات الساكنة لتعويض القدرة التفاعلية تصنف المكثفات الثابتة وفقًا للمعايير التالية: الجهد الاسمي ، عدد المراحل ، نوع التركيب ، نوع التشريب ، الأبعاد الكلية. للتعويض عن القدرة التفاعلية للتركيبات الكهربائية ذات التيار المتناوب بتردد 50 هرتز ، تنتج الصناعة المحلية مكثفات للجهود الاسمية التالية: 220-10500 فولت. المكثفات بجهد 220-660 فولت متوفرة في كلا الطورين الفرديين و ثلاث مراحل (أقسام متصلة بالدلتا) ، والمكثفات بجهد 1050 فولت وأكثر متوفرة فقط في مرحلة واحدة. مكثفات مع إمكانية تنفيذ وحدات مكثفات ثلاثية الطور بجهد 3.6 و 10 كيلو فولت بنظام توصيل نجمي. تُستخدم المكثفات ذات الفولتية 1050 و 3150 و 6300 و 10500 فولت لصنع وحدات مكثفات ثلاثية الطور بجهد 1 و 3 و 6 و 10 كيلو فولت مع اتصال دلتا. يتم استخدام نفس المكثفات في بنوك مكثف الجهد العالي. اعتمادًا على نوع التركيب ، يمكن إنتاج المكثفات بجميع الفولتية المقدرة للتركيبات الخارجية والداخلية. يتم إنتاج المكثفات للتركيبات الخارجية بعزل خارجي (عوازل طرفية) بجهد لا يقل عن 3150 فولت.وفقًا لنوع التشريب ، يتم تقسيم المكثفات إلى مكثفات مشربة بالزيت المعدني (البترولي) ومكثفات مشربة بسائل عازل اصطناعي سائل. من حيث الحجم ، تنقسم المكثفات إلى بعدين: الأول بأبعاد 380 × 120 × 325 مم ، والثاني بأبعاد 380 × 120 × 640 مم. أنواع وتسميات المكثفات الثابتة لتعويض الطاقة التفاعلية يتم إنتاج المكثفات الثابتة في الأنواع التالية: KM ، KM2 ، KMA ، KM2A ، KS ، KS2 ، KSA ، KS2A ، وتنعكس علامات التصنيف في التعيين الأبجدي الرقمي للنوع. الأحرف والأرقام تعني: K - «جيب التمام» ، M و C - مشربة بزيت معدني أو سائل صناعي عازل ، A - نسخة للتركيب الخارجي (بدون حرف A - للداخلية) ، 2 - نسخة في حالة الحجم الثاني (بدون رقم 2 - في حالة البعد الأول). بعد تحديد النوع ، تتم الإشارة إلى المكثفات بالأرقام الفولطية مكثف (kV) والقدرة المقدرة (kvar). على سبيل المثال: KM-0.38-26 يعني مكثف "جيب التمام" (لتعويض الطاقة التفاعلية في شبكة التيار المتناوب بتردد 50 هرتز) ، مشرب بالزيت المعدني ، للتركيب الداخلي ، البعد الأول ، لجهد 380 V بقوة 26 kvar ؛ KS2-6.3-50- «جيب التمام» مشرب بسائل اصطناعي حجم ثان للتركيب الداخلي للجهد 6.3 ك.ف.
جهاز مكثف ثابت لتعويض الطاقة التفاعلية
العناصر الهيكلية الرئيسية للمكثفات عبارة عن خزان به عوازل وجزء متحرك يتكون من بطارية من أقسام من أبسط المكثفات.
يتم تصنيع المكثفات أحادية السلسلة التي تم تصنيفها حتى 1050 فولت وتتضمن فيوزات مدمجة متصلة في سلسلة مع كل قسم. لا تحتوي المكثفات ذات الجهد العالي على صمامات مدمجة ويجب تركيبها بشكل منفصل. في هذه الحالة ، يتم تنفيذ الحماية الجماعية للمكثفات مع الصمامات.عندما يتم تنفيذ حماية المجموعة على شكل صمامات ، فإن المصهر الواحد يحمي كل 5-10 مكثفات ، ولا يتجاوز التيار المقدر للمجموعة 100 أ. بالإضافة إلى ذلك ، يتم تثبيت الصمامات الشائعة للبطارية بأكملها.
بالنسبة للمكثفات بجهد 1050 فولت أو أقل ، مع الصمامات المدمجة ، يتم أيضًا تثبيت الصمامات الشائعة للبطارية ككل ، وبطاقة بطارية كبيرة - للأقسام الفردية.
اعتمادًا على جهد التيار الكهربائي ، يمكن استكمال مصارف المكثفات ثلاثية الطور بمكثفات أحادية الطور مع توصيل المكثفات المتسلسلة أو المتوازية في كل مرحلة من مراحل البطارية.
ربط البنوك المكثفة بالشبكة
يمكن توصيل بنوك المكثفات لأي جهد بالشبكة إما من خلال جهاز منفصل مصمم لتشغيل أو إيقاف تشغيل المكثفات فقط ، أو من خلال جهاز تحكم مشترك مع محول طاقة أو محرك غير متزامن أو جهاز استقبال آخر للكهرباء.
المكثفات الثابتة في التركيبات بجهد يصل إلى 1000 فولت متصلة بالشبكة ومنفصلة عن الشبكة باستخدام مفاتيح أو قواطع دوائر.
يتم توصيل المكثفات المستخدمة في التركيبات ذات الفولتية الأعلى من 1000 فولت بالتيار الكهربائي ويتم فصلها عن التيار الكهربائي فقط عن طريق المفاتيح أو الفواصل (فواصل الحمل).
حتى لا تكون تكاليف إيقاف تشغيل الجهاز مرتفعة للغاية ، لا يوصى بأخذ طاقات مكثف لبنوك أقل من:
أ) 400 كيلو فولت بجهد 6-10 كيلو فولت وتوصيل البطاريات بمفتاح منفصل ؛
ب) 100 كيلو فولت بجهد 6-10 كيلو فولت وتوصيل البطارية بمفتاح مشترك مع محول طاقة أو جهاز استقبال كهربائي آخر ؛
ج) 30 كيلو فولت عند الفولتية حتى 1000 فولت.
استخدام مقاومات التفريغ مع المكثفات لتعويض الطاقة التفاعلية
من أجل السلامة عند صيانة المكثفات المنفصلة عند إزالة الشحنة الكهربائية ، من الضروري استخدام مقاومات تفريغ متصلة بالتوازي مع المكثفات. لغرض التفريغ الموثوق به ، يجب أن يتم توصيل مقاومات التفريغ بالمكثفات بدون فواصل أو مفاتيح أو صمامات وسيطة. يجب أن توفر مقاومات التفريغ انخفاضًا تلقائيًا سريعًا للجهد عبر أطراف المكثف.
بناءً على طلب العميل ، يمكن إنتاج المكثفات بمقاومات تفريغ مدمجة تقع تحت غطاء مانع التسرب العازل. تعمل هذه المقاومات على تقليل الجهد من الحد الأقصى لجهد التشغيل إلى 50 فولت في مدة لا تزيد عن دقيقة واحدة للمكثفات بجهد 660 فولت وأقل وفي مدة لا تزيد عن 5 دقائق للمكثفات بجهد 1050 فولت وما فوق.
لا تحتوي معظم المكثفات المثبتة بالفعل في المؤسسات الصناعية على مقاومات تفريغ مضمنة. وفي هذه الحالة ، تستخدم المصابيح المتوهجة بجهد 220 فولت عادة كمقاومة تفريغ بجهد يصل إلى 1 كيلو فولت لبطاريات المكثف. يتم توصيل المصابيح المتصلة في سلسلة مع عدة أجزاء في كل مرحلة وفقًا للمخطط الثلاثي. عند الفولتية التي تزيد عن 1 كيلو فولت ، يتم تثبيت محولات الجهد كمقاومة تفريغ ، والتي يتم توصيلها وفقًا لمخطط دلتا أو دلتا المفتوحة.
تبديل دارة المصباح المتوهج لتفريغ بطاريات المكثف (حتى 1000 فولت) باستخدام مفتاح مزدوج النصل
يؤدي التوصيل الدائم للمصابيح المتوهجة ، والتي تُستخدم عادةً كمقاومات تفريغ للبنوك المكثفة بجهد يصل إلى 660 فولت ، إلى خسائر غير منتجة في الطاقة واستهلاك المصباح.
كلما انخفضت طاقة البطارية ، زادت طاقة المصباح لكل 1 كيلو فولت من المكثفات المثبتة. من الأفضل ألا يتم توصيل المصابيح باستمرار ، ولكن يتم تشغيلها تلقائيًا عند إيقاف تشغيل كتلة المكثف. لهذا الغرض ، يمكن استخدام الرسم البياني الموضح في الشكل ، والذي يتم فيه استخدام مفاتيح السكين المزدوجة. توجد الشفرات الإضافية بطريقة تضيء المصابيح قبل فصل البطارية من التيار الكهربائي ، وتنطفئ بعد توصيل البطارية. يمكن تحقيق ذلك عن طريق اختيار زاوية مناسبة بين دوارات التكسير الرئيسية والمساعدة.
عند توصيل المكثفات ومستقبل الكهرباء مباشرة بالشبكة تحت المفتاح المشترك ، لا يلزم وجود مقاومات تفريغ خاصة. ثم تفريغ مكثف يحدث على لفات جهاز الاستقبال الكهربائي.
وحدات تكثيف كاملة للتصميم الصناعي العام
في تنفيذ أنظمة الإمداد بالطاقة للمؤسسات الصناعية ، يوجد تطبيق واسع بشكل متزايد مع عناصر كاملة ومصنعة بالكامل في المصانع. ينطبق هذا أيضًا على المحولات الفرعية في المتاجر وخزانات التوزيع وعناصر أنظمة الطاقة الأخرى ، بما في ذلك بنوك المكثفات.يقلل استخدام الأجهزة الكاملة بشكل كبير من حجم أعمال البناء والتركيب الكهربائي ، ويحسن جودتها ، ويقلل من وقت التشغيل ، ويزيد من موثوقية العمل والسلامة أثناء العمل.
يتم إنتاج بنوك مكثفات كاملة للجهد 380 فولت للتركيب الداخلي ، وللجهد 6-10 كيلو فولت - للاستخدام الداخلي والخارجي. نطاق سعة هذه الوحدات واسع جدًا ، ومعظم أنواع وحدات المكثفات الكاملة الحديثة مجهزة بأجهزة للتحكم الآلي أحادي أو متعدد المستويات في طاقتها.
وحدات المكثفات الكاملة للجهد 380 فولت مصنوعة من مكثفات ثلاثية الطور ، وللجهد 6-10 كيلو فولت - مكثفات أحادية الطور بسعة 25-75 كيلو فولت ، متصلة في مثلث.
تتكون وحدة التكثيف الكاملة من خزانة مدخل وخزانات مكثف. في التركيبات بجهد 380 فولت ، يتم تركيب جهاز تحكم أوتوماتيكي ومحولات تيار وفواصل وأجهزة قياس (ثلاثة مقاييس أمبير وفولتميتر) ومعدات تحكم وإشارات وقضبان في الخزانة الواردة.
في حالة استخدام المكثفات مع مقاومات تفريغ مدمجة ، لا يتم تثبيت محولات الجهد. يتم تغذية حجرة الإدخال بواسطة كابل من حجرة التوزيع 6-10 كيلو فولت (RU) ، حيث يتم تثبيت معدات التحكم والقياس والحماية.