Реактивная мощность необходима для работы таких потребителей, как асинхронные двигатели различного назначения, насосы, дуговые плавильные печи. Для работы данных потребителей нужно небольшое количество реактивной мощности, но на практике в электрической сети протекают большие объемы реактивной мощности, которая возникает из-за большой нагрузки потребителей с активно-индуктивной нагрузкой.
Наличие большого объема реактивной мощности в электрической сети приводит к дополнительной загрузке линий электропередач, трансформаторов и другого оборудования, является одной из причин падения напряжения на линиях электропередач. Поэтому вопрос о компенсации реактивной мощности на подстанциях является достаточно актуальным. Одним из способов компенсации реактивной мощности является установка на распределительных подстанциях конденсаторных установок.
Конденсаторные установки представляют собой набор батарей статических конденсаторов. Величина реактивной мощности в электрической сети постоянно меняется, так как изменяется величина нагрузки потребителей. Поэтому батареи конденсаторов разделяют на группы, что позволяет компенсировать реактивную мощность ступенчато, в зависимости от ее величины.
Включение групп конденсаторов в электрическую сеть осуществляется при помощи контакторов или тиристоров. Современные конденсаторные установки работают в автоматическом режиме, осуществляя автоматическое включение и отключение батарей конденсаторов в зависимости от величины реактивной составляющей в электрической сети.
Конденсаторные установки выпускают в широком диапазоне номинального напряжения – от 0,4 до 35 кВ. Высоковольтные установки напряжением 6, 10, 35 кВ устанавливают, как правило, на шинах распределительных подстанций, где требуется компенсация реактивной мощности. Такие установки называют централизованными. Существуют также индивидуальные и групповые конденсаторные установки, которые компенсируют реактивную мощность непосредственно у потребителя.
Низковольтные конденсаторные установки на напряжение 0,4-0,66 кВ служат для компенсации реактивной мощности непосредственно на нагрузках – сварочных аппаратах, насосах, электродвигателях и других потребителях с активно-индуктивным характером нагрузки. Низковольтные компенсаторы позволяют компенсировать, как постоянную, так и скачкообразную реактивную мощность благодаря высокому быстродействию.
Эксплуатация конденсаторных установок
Для обеспечения продолжительности срока службы конденсаторных установок необходимо придерживаться правил по их эксплуатации.
Компенсаторы, как и любое электрическое оборудование, рассчитаны на работу при заданных номинальных электрических параметрах – тока нагрузки и напряжения.
Допускается перегрузка установки на 30-50% по току (в зависимости от типа конденсаторной установки) и 10% по напряжению. Запрещается работа компенсаторов в случае возникновения больших перекосов фазных токов, а также при различном напряжении на отдельных конденсаторах (группах конденсаторов). Для компенсации реактивной мощности не симметричной нагрузки существует отдельные типы конденсаторных установок.
В помещении, где установлены компенсирующие установки, должна поддерживаться температура в пределах, указанных в паспортных данных установки. Обычно это диапазон температур в пределах -40…+50 °C.
Конденсаторные установки имеют защиту от аварийных режимов работы. Поэтому в случае отключения установки действием встроенных защит запрещается вводить ее в работу до выявления причины срабатывания защитных устройств.
В процессе эксплуатации конденсаторных установок необходимо производить их периодические осмотры для своевременного обнаружения неисправностей, повреждений элементов. Установки выводятся из работы при обнаружении следующих признаков: течь пропиточной жидкости конденсаторов, признаки пробоя обкладок, деформация стенок конденсаторов. Также следует обратить внимание на состояние опорных изоляторов, ошиновки и контактных соединений.
Компенсаторы могут работать как в ручном, так и в автоматическом режиме. Выбор режима зависит от требований к качеству электроснабжения. Если требуется поддерживать коэффициент мощности (соотношение реактивной мощности к полной мощности) на высоком уровне, то установки работают в автоматическом режиме.
При отсутствии жестких требований к величине реактивной составляющей, конденсаторные установки включаются обслуживающим персоналом, который осуществляет контроль над режимом работы оборудования подстанции, в частности контролирует уровень реактивной мощности в электрической сети.