Тиристорные конденсаторные установки УКМ58, УКМТ58, АФКУТ

Высоковольтные конденсаторные установки УКМФ-58 на напряжение 6-10 кВ предназначены для коррекции коэффициента реактивной мощности и поддержания уровня напряжения в сетях 6 и 10 кВ.

Конденсаторные установки высокого напряжения УКМФ-58 6-10 кВ изготавливаются нерегулируемыми (с возможностью ручного регулирования мощности) и с автоматическим регулированием, а также с фильтрами гармоник.

Автоматическое регулирование мощности высоковольтных конденсаторных установок УКМФ-58 6-10 кВ осуществляется путем ступенчатого отключения и подключения отдельных конденсаторов или групп конденсаторов вакуумными контакторами на соответствующее напряжение.

Управление вакуумными контакторами осуществляется регуляторами реактивной мощности производства Lovato Electric, Novar и др.

УКМФ-58 6-10 кВ с автоматическим регулированием могут иметь фиксированную (нерегулируемую) часть. Фиксированная часть обычно применяется для удешевления установки. Это возможно в тех случаях, когда в сетях, где выполняется компенсация реактивной мощности имеется постоянный, не снижающийся с течением времени, уровень потребления реактивной мощности (круглосуточный график работы и/или потребители первой категории надежности).

Высоковольтные конденсаторные установки УКМФ-58 6-10кВ имеют модульную много-шкафную конструкцию. Для их изготовления применяется несколько типов шкафов, из которых конструируются конденсаторные установки любых мощностей и конфигураций.

В ячейке ввода УКМФ-58 6-10 кВ установлен разъединитель с приводом, трансформаторы тока, контрольно-измерительные приборы, устройства релейной защиты и автоматики. На двери ячейки ввода располагаются амперметры, лампы сигнализации, регулятор реактивной мощности. Слева от двери расположены привод основных ножей разъединителя и блокировочные замки для защиты от доступа к токоведущим частям при включенной установке. Справа от двери расположен привод заземляющих ножей.

В нерегулируемых конденсаторных ячейках УКМФ-58 6-10 кВ установлены трехфазные конденсаторы и предохранители. В регулируемых конденсаторных ячейках установлены трехфазные конденсаторы, предохранители, токоограничивающие реакторы и вакуумные контакторы. Каждый конденсатор имеет встроенные разрядные резисторы и защищен установленными плавкими токоограничивающими предохранителями. Предохранители имеют указатель срабатывания, для наблюдения состоянием предохранителей в дверях конденсаторных ячеек предусмотрены смотровые отверстия.

Конденсаторные установки высокого УКМФ-58 6-10 кВ напряжения могут иметь исполнение УХЛ4 для отапливаемых помещений, У1 — для размещения на улице, ХЛ1 – для размещения внутри утепленного блок-контейнера, У3 — для размещения в неотапливаемых помещениях.

Схема высоковольтной конденсаторной установки УКМФ-58 6-10 кВ

Рис.а – регулируемая УКМФ-58, рис.б – нерегулируемая УКМФ-58

Высоковольтные фильтровые конденсаторные установки УКМФ-58(Ф) 6-10 кВ комплектуются специализированными анти-резонансными дросселями (фильтрами гармоник) для защиты конденсаторных батарей от присутствующих в сети гармонических составляющих.

Фильтры гармоник в УКМФ-58(Ф) подбираются с учетом многих факторов, учитывая не только сами величины, типы гармоник, характера нагрузки, но и степень их влияния на систему «конденсаторная установка-силовой трансформатор».

Данный тип высоковольтных установок УКМФ-58(Ф) защищает как систему электроснабжения и оборудование предприятия, так и энергосистему поставщика электроэнергии. Уменьшение гармонических искажений приводит к увеличению производительности предприятия, так как способствует решению:

• перегорания предохранителей конденсаторов;
• ложных срабатываний автоматических выключателей и предохранителей;
• повышенного нагрева оборудования (трансформаторов, коммутационных устройств);
• повышенных потерь в трансформаторах;
• старения изоляции;
• ликвидации ошибок измерений счётчиков потребления электроэнергии;
• перегрузки проводников нейтрали;
• повышения уровня шума;
• проблем в работе электроприводов и источников питания.

Типы применяемых дросселей в высоковольтных конденсаторных установках УКМФ-58 6-10 кВ:

134 Гц — 14 % (защита от 3-й гармоники);

189 Гц — 7 % (защита от 5-й гармоники);

210 Гц — 5,67 % (защита от 7-й гармоники)

Пример условного обозначения для заказа высоковольтной конденсаторной установки УКМФ-58 6-10 кВ

УКМФ-58(Ф)56-6-600-300 У3

УКМФ-58 — установка конденсаторная регулируемая;

Ф – с фильтром гармоник;

56 — с разъединителем;

6 — номинальное напряжение, кВ;

600 — номинальная мощность установки, кВар;

300 – ступень регулирования, кВар;

У3 — климатическое исполнение (внутренней установки).

Технические характеристики и комплектация высоковольтных конденсаторных установок УКМФ-58 6-10 кВ

Номинальное напряжение, кВ	6,3 / 10,5
Номинальная мощность, кВар	450…4050* * — по требованию Заказчика могут быть изготовлены установки с другими значениями мощности.
Шаг регулирования, кВар	50, 75, 100, 150, 225, 300, 450, 500, 600, 750, 1000, 1350, 1500
Номинальная частота, Гц	50
Максимальная перегрузка по току	1,3 Iном
Максимальная перегрузка по напряжению	1,1 Uном
Рабочий температурный диапазон	-40°С — +40°С
Климатическое исполнение	У1-наружное У3-внутреннее ХЛ1(К) – северное исполнение в контейнере
Степень защиты по ГОСТ 14254-96	IP44 (для У1) IP21 (для У3)
Вводной аппарат	Разъединитель типа РВЗ, Россия
Регулятор реактивной мощности	NOVAR1214 «KMB systems», Чехия DCRG8 «LOVATO Electric», Италия
Конденсаторы	Косинусные силовые на напряжение 6-10 кВ, производства СКЗ «КВАР» Россия
Вакуумные контакторы	SHANGHAI ZHIYUAN VACUUM ELECTRICAL, Китай
Измерительные трансформаторы тока	ТОЛ (Россия)
Измерительные трансформаторы напряжения	НОЛ (Россия)
Регулирование мощности	автоматическое / ручное/нерегулируемая
Ошиновка	медь/алюминий

Наиболее типовые высоковольтные конденсаторные установки*

Тиристорные конденсаторные установки УКМТ-58, УКМФ-58 предназначены для работы в электросетях с высоким уровнем гармонических составляющих и резко-переменной (динамичной) нагрузкой. Работают без переходных процессов и служат для компенсации реактивной мощности любых нагрузок за 3-4 секунды и(или) в режиме реального времени — за 5-20 миллисекунд.

К линиям с динамическими нагрузками относятся производства, в использовании которых есть прокатные станы, транспортеры с переменной скоростью, насосы и компрессоры с переменной производительностью, цеха с большим количеством подъемно-транспортных механизмов, часто включаемые двигатели с большим пусковым моментом (порты), мощные двигатели штамповочных установок и прессов, сварочное оборудование, в том числе и машины контактной сварки, плавильные индукционные печи.

Вследствие высокой скорости изменения этой нагрузки обычные контакторные установки компенсации реактивной мощности УКМ-58-0.4 (УКМ58) не успевают реагировать на текущую величину коэффициента реактивной мощности. Из-за наличия временных запаздываний, при компенсации реактивной мощности, работа этих установок УКМ-58-0.4 становится неэффективной, а порой приводит к увеличению потребления (или генерации в сеть конденсаторной установкой) реактивной энергии.

Тиристорные конденсаторные установки УКМТ-58 (УКМФ-58, УКМТ-58) в данном аспекте являются единственным решением, когда необходимо осуществлять компенсацию реактивной мощности нагрузки с высокой скоростью.

В отличие от установок с контакторами тиристорные конденсаторные установки УКМТ-58, УКМФ-58 имеют время реакции на 2 порядка выше, т.к. не требуется задержка срабатывания на время разряда конденсатора. В тиристорных конденсаторных установках после подачи сигнала на коммутацию тиристорный контактор «сам выбирает» время подключения в момент, когда напряжение в сети и на конденсаторе равны. Задержка включения составляет не более 20 мс. При этом следует отметить, что конденсаторы подключаются без пусковых токов. Это продлевает срок службы конденсаторов.

Высокое быстродействие тиристорных контакторов позволяет уменьшить временные отклонения от заданного cos(φ) в потребляемой электрической энергии до величины периода колебания напряжения, т.е. 20 мс для частоты 50 Гц.

В связи с отсутствием движущихся механических контактов тиристорные конденсаторные установки УКМТ-58 имеют больший ресурс. Для защиты тиристорных контакторов применяются специальные быстродействующие предохранители Их назначение при любых перегрузках разорвать цепь раньше, чем ток через тиристоры достигнет недопустимой для них величины.

ТИПЫ ПРОИЗВОДСТВ ДЛЯ ПРИМЕНЕНИЯ ТИРИСТОРНЫХ КОНДЕНСАТОРНЫХ УСТАНОВОК

• Сталеплавильные заводы
• Лифтовое хозяйство
• Портовые краны
• Кабельные заводы (экструдеры)
• Аппараты точечной сварки
• Роботы
• Компрессоры
• Горнолыжные подъемники
• Промышленные сети химических заводов, бумажных фабрик,

А также там, где нужны эргономичные – малошумные (не контакторные) решения:

• Гостиницы
• Банки
• Офисы
• Больницы
• Торговые центры
• Телекоммуникационные компании

Недостатки традиционных УКМ-58-0.4 по сравнению с тиристорными конденсаторными установками УКМТ:

• Высокий коммутационный ток и перенапряжения конденсаторов
• Риск возникновения коммутационных перенапряжений
• Большое время повторного включения ступени> 30 c
• Необходимость более частого проведения регламентного обслуживания (например: протяжка болтовых соединений, ослабляющихся из-за вибраций контакторов)

Достоинства тиристорных конденсаторных установок УКМ:

• Снижение потерь в линиях и силовых трансформаторах
• Увеличение доступных мощностей (кВт) завода
• Меньшие падения напряжения на предприятии
• Минимизация аномалий в электросети таких как фликкерэффект и пропадание напряжения
• Отсутствие движущихся частей и как следствие увеличение регламентного интервала Увеличение срока службы конденсаторов минимум в 1,5 раза

Так как тиристорная конденсаторная установка УКМ компенсирует реактивную мощность практически мгновенно, то силовой трансформатор работает на активную нагрузку, что увеличивает его срок службы. Статические тиристорные контакторы не имеют ограничений по числу коммутаций.

Расшифровка условного обозначения тиристорной конденсаторной установки

УКМ(Ф)-0.4-100-20У3

• Установка конденсаторная — УКМ
• Коммутирующий аппарат – тиристорный контактор — Т
• Фильтровая – с блокирующими реакторами (не указывается, если установка не фильтровая) — Ф
• Номинальное напряжение, кВ – 0.4
• Мощность установки, кВАр — 100
• Мощность минимальной регулируемой ступени (не указывается, если регулируемых ступеней нет), кВАр — 20
• Климатическое исполнение и категория размещения по ГОСТ 15150 – У3

СХЕМА ТИРИСТОРНОЙ КОНДЕНСАТОРНОЙ УСТАНОВКИ

Типономиналы и мощности тиристорных конденсаторных установок УКМТ-58 и УКМФ-58 доступных для заказа:

Регулируемые
Типономинал	Напряжение, кВ	Мощность, квар	Мощность минимальной ступени регулирования, квар	Размеры шкафа, мм				Масса, кг
				длина		ширина	высота	ввод снизу	ввод сверху
				ввод снизу	ввод сверху
УКМФ-58-6,3-150-50 У3	6,3	150	50	2250	2700	800	1950	890	980
УКМФ-58-6,3-225-75 У3		225	75
УКМФ-58-6,3-300-100 У3		300	100
УКМФ-58-6,3-450-150 У3		450	150
УКМФ-58-6,3-600-200 У3		600	200
УКМФ-58-6,3-675-225 У3		675	225
УКМФ-58-6,3-900-300 У3		900	300
УКМФ-58-6,3-900-450 У3			450
УКМФ-58-6,3-1350-450 У3		1350
УКМФ-58-6,3-1800-450 У3		1800		3150	3600			1335	1425
УКМФ-58-6,3-1800-900 У3			900	2250	2700			890	980
УКМФ-58-6,3-2250-450 У3		2250	450	3150	3600			1335	1425
УКМФ-58-6,3-2700-450 У3		2700		4050	4500			1780	1870
УКМФ-58-6,3-2700-900 У3			900	3150	3600			1335	1425
УКМФ-58-6,3-3150-450 У3		3150	450	4050	4500			1780	1870
УКМФ-58-10,5-150-50 У3	10,5	150	50	2250	2700			890	980
УКМФ-58-10,5-225-75 У3		225	75
УКМФ-58-10,5-300-100 У3		300	100
УКМФ-58-10,5-450-150 У3		450	150
УКМФ-58-10,5-600-200 У3		600	200
УКМФ-58-10,5-675-225 У3		675	225
УКРM-10,5-900-300 У3		900	300
УКМФ-58-10,5-900-450 У3			450
УКМФ-58-10,5-1350-450 У3		1350
УКМФ-58-10,5-1800-450 У3		1800		3150	3600			1335	1425
УКМФ-58-10,5-1800-900 У3			900	2250	2700			890	980
УКМФ-58-10,5-2250-450 У3		2250	450	3150	3600			1335	1425
УКМФ-58-10,5-2700-450 У3		2700		4050	4500			1780	1870
УКМФ-58-10,5-2700-900 У3			900	3150	3600			1335	1425
УКМФ-58-10,5-3150-450 У3		3150	450	4050	4500			1780	1870
Регулируемые с фильтрами гармоник
УКМФ-58-6,3-150-50 У3	6,3	150	50	4950	5400	800	1950	2490	2580
УКМФ-58-6,3-225-75 У3		225	75
УКМФ-58-6,3-300-100 У3		300	100
УКМФ-58-6,3-450-150 У3		450	150
УКМФ-58-6,3-600-200 У3		600	200
УКМФ-58-6,3-675-225 У3		675	225
УКМФ-58-6,3-900-300 У3		900	300
УКМФ-58-6,3-900-450 У3			450
УКМФ-58-6,3-1350-450 У3		1350
УКМФ-58-6,3-1800-450 У3		1800		7200	7650			3735	3825
УКМФ-58-6,3-1800-900 У3			900	4950	5400			2490	2580
УКМФ-58-6,3-2250-450 У3		2250	450	7200	7650			3735	3825
УКМФ-58-6,3-2700-450 У3		2700		9450	9900			4980	5070
УКМФ-58-6,3-2700-900 У3			900	7200	7650			3735	3850
УКМФ-58-10,5-150-50 У3	10,5	150	50	4950	5400			2490	2580
УКМФ-58-10,5-225-75 У3		225	75
УКМФ-58-10,5-300-100 У3		300	100
УКМФ-58-10,5-450-150 У3		450	150
УКМФ-58-10,5-600-200 У3		600	200
УКМФ-58-10,5-675-225 У3		675	225
УКМФ-58-10,5-900-300 У3		900	300
УКМФ-58-10,5-900-450 У3			450
УКМФ-58-10,5-1350-450 У3		1350
УКМФ-58-10,5-1800-450 У3		1800		7200	7650			3735	3825
УКМФ-58-10,5-1800-900 У3			900	4950	5400			2490	2580
УКМФ-58-10,5-2250-450 У3		2250	450	7200	7650			3735	3825
УКМФ-58-10,5-2700-450 У3		2700		9450	9900			4980	5070
УКМФ-58-10,5-2700-900 У3			900	7200	7650			3735	3850

*По требованию заказчика могут быть изготовлены установки с другими значениями параметров и различного климатического исполнения, в также с фильтрами гармоник