Condensadores estáticos para compensación de potencia reactiva

Los condensadores estáticos son los más utilizados en empresas industriales como medio de compensación de potencia reactiva. Las principales ventajas de los condensadores estáticos para la compensación de potencia reactiva son:

1) pérdidas menores de potencia activa que se encuentran en el rango de 0,3-0,45 kW por 100 kvar;

2) la ausencia de partes giratorias y la masa relativamente baja de la instalación con condensadores, y en este sentido no hay necesidad de cimentación; 3 más operación simple y baratade otros dispositivos compensatorios; 4) la posibilidad de aumentar o disminuir la capacidad instalada, según la necesidad; 5) la posibilidad de instalar condensadores estáticos en cualquier punto de la red: en receptores eléctricos individuales, en grupos en talleres o grandes baterías. Además, la falla de un capacitor individual, si está debidamente protegido, por lo general no afecta el funcionamiento de todo el capacitor. Clasificación y características técnicas de los condensadores estáticos para compensación de potencia reactiva Los condensadores estáticos se clasifican según los siguientes criterios: tensión nominal, número de fases, tipo de instalación, tipo de impregnación, dimensiones totales. Para compensar la potencia reactiva de las instalaciones eléctricas de corriente alterna con una frecuencia de 50 Hz, la industria nacional produce condensadores para las siguientes tensiones nominales: 220 — 10500 V. Los condensadores con una tensión de 220-660 V están disponibles tanto en monofásicos como trifásicos (secciones conectadas en triángulo) y los condensadores con un voltaje de 1050 V y más están disponibles solo en monofásicos. Condensadores con posibilidad de realizar unidades condensadoras trifásicas con una tensión de 3,6 y 10 kV con esquema de conexión en estrella. Los condensadores con tensiones de 1050, 3150, 6300 y 10500 V se utilizan para fabricar unidades condensadoras trifásicas con tensiones de 1, 3, 6 y 10 kV con conexión delta. Los mismos condensadores se utilizan en bancos de condensadores de mayor voltaje. Dependiendo del tipo de instalación, se pueden fabricar condensadores con todas las tensiones nominales tanto para instalaciones exteriores como interiores. Los capacitores para instalaciones externas se fabrican con aislamiento externo (aislantes terminales) para una tensión de al menos 3150 V. Según el tipo de impregnación, los capacitores se dividen en capacitores impregnados con aceite mineral (petróleo) y capacitores impregnados con un dieléctrico líquido sintético. En términos de tamaño, los condensadores se dividen en dos dimensiones: el primero con dimensiones de 380x120x325 mm, el segundo con dimensiones de 380x120x640 mm. Tipos y designaciones de capacitores estáticos para compensación de potencia reactiva Los capacitores estáticos se producen en los siguientes tipos: KM, KM2, KMA, KM2A, KS, KS2, KSA, KS2A, y los signos de clasificación se reflejan en la designación alfanumérica del tipo. Las letras y los números significan: K — «coseno», M y C — impregnados con aceite mineral o dieléctrico líquido sintético, A — versión para instalación externa (sin letra A — para interna), 2 — versión en caso de segundo tamaño (sin número 2 — en el caso de la primera dimensión). Después de designar el tipo, los condensadores se indican mediante números. Tensión nominal condensador (kV) y potencia nominal (kvar). Por ejemplo: KM-0.38-26 significa un condensador "coseno" (para compensación de potencia reactiva en una red de corriente alterna con una frecuencia de 50 Hz), impregnado de aceite mineral, para instalación interior, primera dimensión, para una tensión de 380 V, con una potencia de 26 kvar; KS2-6.3-50-«coseno», impregnado de líquido sintético, segundo tamaño, para instalación interior, para tensión 6,3 kV, potencia 50 kvar.

Dispositivo de condensador estático para compensación de potencia reactiva.

Los principales elementos estructurales de los capacitores son un tanque con aisladores y una parte móvil que consiste en una batería de secciones de los capacitores más simples.

Los capacitores de una sola serie clasificados hasta 1050 V inclusive se fabrican con fusibles incorporados conectados en serie con cada sección. Los capacitores de mayor voltaje no tienen fusibles incorporados y deben instalarse por separado. En este caso, se lleva a cabo una protección grupal de capacitores con fusibles.Cuando la protección del grupo se lleva a cabo en forma de fusibles, un fusible protege cada 5-10 condensadores y la corriente nominal del grupo no supera los 100 A. Además, se instalan fusibles comunes para toda la batería.

Para capacitores con un voltaje de 1050 V e inferior, con fusibles incorporados, también se instalan fusibles comunes para la batería en su conjunto y con una potencia de batería significativa, para secciones individuales.

En función de la tensión de red, las baterías de condensadores trifásicos pueden complementarse con condensadores monofásicos con conexión serie o paralelo serie de condensadores en cada fase de la batería.

Conexión de baterías de condensadores a la red

Los bancos de capacitores de cualquier voltaje se pueden conectar a la red a través de un dispositivo separado diseñado para encender o apagar los capacitores únicamente, o mediante un dispositivo de control común con un transformador de potencia, un motor asíncrono u otro receptor de electricidad.

Los condensadores estáticos en instalaciones con un voltaje de hasta 1000 V se conectan a la red y se desconectan de la red mediante interruptores o disyuntores.

Los condensadores utilizados en instalaciones con tensiones superiores a 1000 V se conectan a la red y se desconectan de la red únicamente mediante interruptores o seccionadores (seccionadores de carga).

Para que los costos de apagado del equipo no sean demasiado altos, no se recomienda tomar capacidades de bancos de capacitores menores a:

a) 400 kvar a una tensión de 6-10 kV y conectando las baterías a un interruptor separado;

b) 100 kvar a una tensión de 6-10 kV y conectando la batería a un interruptor en común con un transformador de potencia u otro receptor eléctrico;

c) 30 kvar a tensiones de hasta 1000 V.

Uso de resistencias de descarga con condensadores para compensación de potencia reactiva

Por seguridad, al dar servicio a los capacitores desconectados al retirar la carga eléctrica, es necesario usar resistencias de descarga conectadas en paralelo con los capacitores. A efectos de una descarga fiable, la conexión de las resistencias de descarga a los condensadores debe realizarse sin seccionadores, interruptores o fusibles intermedios. Las resistencias de descarga deben proporcionar una reducción automática rápida del voltaje a través de las terminales del capacitor.

A pedido del cliente, los capacitores pueden ser fabricados con resistencias de descarga incorporadas ubicadas bajo la cubierta de un sello aislante. Estas resistencias reducen el voltaje del voltaje máximo de operación a 50 V en no más de 1 minuto para capacitores con un voltaje de 660 V y menos y en no más de 5 minutos para capacitores con un voltaje de 1050 V y más.

La mayoría de los capacitores que ya están instalados en empresas industriales no tienen resistencias de descarga incorporadas, en este caso, las lámparas incandescentes para un voltaje de 220 V. generalmente se usan como resistencia de descarga a un voltaje de hasta 1 kV para baterías de capacitores. La conexión de lámparas conectadas en serie con varias partes en cada fase se realiza según el esquema triangular. A tensiones superiores a 1 kV, se instalan transformadores de tensión como resistencia de descarga, los cuales se conectan según el esquema delta o delta abierto.

Circuito de conmutación de una lámpara incandescente para descargar baterías de condensadores (hasta 1000 V) mediante un interruptor de doble hoja

La conexión permanente de lámparas incandescentes, que normalmente se utilizan como resistencias de descarga para bancos de condensadores con tensiones de hasta 660 V, provoca pérdidas de energía improductivas y consumo de lámparas.

Cuanto menor sea la potencia de la batería, mayor será la potencia de la lámpara por 1 kvar de condensadores instalados. Es más conveniente que las lámparas no estén conectadas constantemente, sino que se enciendan automáticamente cuando se apaga el bloque de condensadores. Para ello, se puede utilizar el esquema que se muestra en la figura, en el que se utilizan interruptores de doble cuchilla. Las palas adicionales están situadas de tal forma que las lámparas se encienden antes de desconectar la batería de la red eléctrica, y se apagan después de conectar la batería. Esto se puede lograr eligiendo un ángulo apropiado entre las paletas del interruptor principal y auxiliar.

Al conectar condensadores y receptor de electricidad directamente a la red bajo el interruptor común, no se requieren resistencias de descarga especiales. Entonces descarga del condensador se produce en los devanados del receptor eléctrico.

Unidades condensadoras completas para diseño industrial en general

En la implementación de sistemas de suministro de energía de empresas industriales, se encuentra una aplicación cada vez más amplia con elementos completos y totalmente fabricados en fábricas. Esto también se aplica a las subestaciones de transformación en almacenes, armarios de distribución y otros elementos de los sistemas de potencia, incluidos los bancos de condensadores.El uso de dispositivos completos reduce significativamente el volumen de trabajo de construcción e instalación eléctrica, mejora su calidad, reduce el tiempo de puesta en marcha, aumenta la confiabilidad del trabajo y la seguridad durante el trabajo.

Los bancos de capacitores completos para voltaje de 380 V se producen para instalación en interiores y para voltaje de 6-10 kV, tanto para uso en interiores como en exteriores. El rango de capacidad de estas unidades es bastante amplio, y la mayoría de los tipos de unidades de capacitores completas modernas están equipadas con dispositivos para el control automático de su potencia de uno o varios niveles.

Las unidades completas de condensadores para voltaje de 380 V están hechas de condensadores trifásicos, y para voltaje de 6-10 kV, de condensadores monofásicos con una capacidad de 25-75 kvar, conectados en un triángulo.

La unidad condensadora completa consta de un armario de entrada y armarios condensadores. En las instalaciones de 380 V, en el armario de entrada se instala un automatismo, transformadores de corriente, seccionadores, aparatos de medida (tres amperímetros y un voltímetro), equipos de control y señalización y embarrados.

En el caso de utilizar condensadores con resistencias de descarga incorporadas, no se instalan transformadores de tensión. La celda de entrada es alimentada por un cable procedente de la celda de distribución (RU) de 6-10 kV, en la que se encuentran instalados los equipos de control, medida y protección.