Отраслевые знания | Почему компенсационные конденсаторы в системах низковольтного электрораспределения часто выходят из строя? 

Конденсаторы низкого напряжения в основном применяются в ситуациях, когда требуется локальное создание или поглощение реактивной мощности; их основной функцией является компенсация реактивной мощности.

Конкретные области применения охватывают самые разные отрасли:

1.Промышленное производство: в распределительных помещениях заводов обеспечение реактивной мощности для индуктивных нагрузок (таких как двигатели (вентиляторы, насосы, компрессоры), частотно-регулируемые приводы, среднечастотные печи, сварочные аппараты) является стандартной мерой, обеспечивающей стабильность напряжения на производственных линиях и снижение энергопотребления.

2.Коммерческие и общественные здания: в системах центрального кондиционирования, системах освещения и лифтах крупных торговых центров, офисных зданий, больниц и школ присутствует значительное количество реактивной нагрузки, для компенсации которой требуется использование конденсаторных батарей — как централизованных, так и сгруппированных.

3.Новые источники энергии и инфраструктура: фотоэлектрические инверторы, кластеры зарядных станций, центры обработки данных, базовые станции связи и т. д. В процессе их работы возникают гармоники, поэтому требуется стабилизация напряжения; для этого часто используются интеллектуальные конденсаторы с функцией фильтрации.

4.Гражданские и сельские электросети: в связи с резким увеличением количества бытовых электроприборов и модернизацией сельских электросетей централизованная компенсация на низковольтной стороне распределительных трансформаторов позволяет эффективно повысить напряжение на конечных точках и обеспечить качество электроснабжения населения.

Установка конденсаторов на стороне низкого напряжения для компенсации реактивной мощности позволяет устранить следующие хронические проблемы в электросети:

1.«Скрытые» потери энергии и падение напряжения, вызванные реактивной мощностью

(1).Вопрос: При работе индуктивных нагрузок (например, электродвигателей) требуется поглощение «реактивной мощности» из электросети для создания магнитного поля. Эта часть энергии перемещается туда и обратно между электросетью и нагрузкой, не совершая работы, но занимая пропускную способность трансформаторов и линий электропередачи, что приводит к:

(2).Резкий рост потерь в проводах: увеличение силы тока приводит к тому, что потери на нагрев в проводах (I²R) возрастают пропорционально квадрату силы тока.

(3).Падение напряжения: реактивный ток вызывает падение напряжения в линиях электропередачи, что приводит к снижению напряжения на конце линии и негативно сказывается на нормальной работе оборудования.

(4).Решение: Конденсаторы низкого напряжения генерируют реактивную мощность на месте и напрямую питают индуктивные нагрузки. Это обеспечивает «локальный баланс реактивной мощности», благодаря чему:

(5).Значительное снижение линейных потерь: уменьшение общего тока, протекающего по линиям и трансформаторам, что, как правило, позволяет снизить общие активные потери в системе распределения на 5–20 %.

(6).Повышение и стабилизация напряжения: уменьшение падения напряжения, вызванного реактивным током, стабилизация напряжения в допустимых пределах и обеспечение выходной мощности оборудования.

2.Экономические санкции и ограничения мощности оборудования, вызванные слишком низким коэффициентом мощности

(1).Проблема: Чрезмерная реактивная мощность приводит к слишком низкому коэффициенту мощности (COSφ) (например, ниже 0,9). В целях стимулирования потребителей к сокращению потребления реактивной мощности энергоснабжающие компании повсеместно применяют «Порядок начисления платы за регулирование коэффициента мощности», предусматривающий штрафы за нарушение этого показателя. Кроме того, низкий коэффициент мощности занимает доступную мощность трансформаторов и коммутационного оборудования, что вынуждает предприятия вкладывать средства в расширение мощностей.

(2).Решение: с помощью конденсаторов можно повысить коэффициент мощности до значения выше стандартного (обычно выше 0,95), что позволяет:

(3).Избегайте штрафов за электроэнергию и даже получайте вознаграждения: напрямую сокращайте ежемесячные расходы на электроэнергию.

(4).Освобождение мощности электрооборудования: при одинаковой кажущейся мощности позволяет подключать больше активной нагрузки, что позволяет отсрочить или избежать инвестиций в увеличение мощности.

3.Совместное воздействие гармонических помех и трехфазного дисбаланса

(1).Проблема: Современное силовое электронное оборудование (частотно-регулируемые преобразователи, выпрямители) генерирует гармоники, что создает риск резонансного усиления при взаимодействии с конденсаторами, а также усиливает нагрев оборудования и приводит к сбоям в его работе.

(2).Решение (современные интеллектуальные конденсаторы):

①.Конструкция с подавлением гармоник: благодаря использованию высокоэффективной металлизированной пленки и встроенного реактивного сопротивления формируется настраиваемый фильтрующий контур, который одновременно компенсирует реактивную мощность и поглощает гармоники определённых порядков (например, 5-й и 7-й).

②.Фазовая компенсация: при несимметричной трёхфазной нагрузке возможно независимое включение и отключение отдельных фаз, что позволяет **компенсировать дефицит реактивной мощности в каждой фазе, значительно улучшить симметрию фаз и ещё больше повысить энергоэффективность**.

3.Современные технические преимущества низковольтных электрических конденсаторов Благодаря таким технологиям, как металлизированная пленка, современные низковольтные конденсаторы претерпели радикальные изменения и обладают преимуществами, несравнимыми с традиционными устройствами:

(1).Высокая эффективность и энергосбережение, быстрая окупаемость инвестиций: эффект от компенсации ощущается сразу, срок окупаемости инвестиций обычно составляет от 6 до 18 месяцев, что делает эту меру одной из наиболее экономически выгодных мер по энергосбережению для промышленных предприятий.

(2).Высокая безопасность и надежность: благодаря применению технологии «сухого» самовосстановления исключается риск утечки масла и возгорания; в случае выхода из строя отдельного устройства оно либо самовосстанавливается, либо отключается, что не влияет на работу системы в целом.

(3).Интеллектуальное и гибкое управление, отсутствие необходимости в техническом обслуживании: встроенный интеллектуальный контроллер автоматически отслеживает изменения нагрузки и обеспечивает точное включение и отключение в режиме реального времени. Модульная конструкция упрощает монтаж и расширение системы, что практически исключает необходимость в техническом обслуживании.

(4).Компактная конструкция, экономия места: объём и вес составляют всего от 1/2 до 1/3 по сравнению с устаревшими масляными конденсаторами, что позволяет значительно сэкономить ценное место в распределительном помещении.

(5).Повышение стабильности системы: благодаря стабилизации напряжения и подавлению гармоник обеспечивается качественное электропитание для чувствительного и прецизионного оборудования, что позволяет сократить количество сбоев, вызванных проблемами с качеством электроэнергии.

«Шанхай Тонгяо Электрик» — производственно-технологическое предприятие, специализирующееся на выпуске силовых конденсаторов, устройств компенсации реактивной мощности и систем управления качеством электроэнергии. Опираясь на собственные научно-исследовательские разработки и обладая множеством патентов, компания в основном производит следующие продукты: самовосстанавливающиеся конденсаторы, высоковольтные и низковольтные реакторы, тиристорные выключатели, контроллеры управления качеством электроэнергии, интеллектуальные устройства компенсации, статические генераторы реактивной мощности (SVG), активные фильтры (APF), шкафы компенсации реактивной мощности низкого напряжения, высоковольтные конденсаторы, высоковольтные реакторы, устройства динамической компенсации реактивной мощности высокого напряжения, шкафы компенсации реактивной мощности высокого напряжения и т. д. Наш ассортимент охватывает полную линейку продукции для высокого и низкого напряжения — от базовых самовосстанавливающихся конденсаторов до интеллектуальных устройств управления на базе Интернета вещей.