Blindleistungskompensator: Anwendung von UKRM-Geräten und elektrische Sicherheitsbedingungen

Die Gründe für Verluste in Stromkreisen sind das Vorhandensein von Induktivitäten und Kapazitäten, die Blindleistung erzeugen. In diesem Fall verrichtet nur ein Teil der Gesamtleistung, die aktive Komponente, Nutzarbeit. Die reaktive Komponente wird verwendet, um Magnetfelder zu erzeugen, die Verkabelung zu erwärmen und die Belastung des Netzwerks zu erhöhen. Um Verluste in Netzen zu vermeiden, werden Blindleistungskompensatoren installiert.

Volle Kraft

In Stromnetzen, in denen nur eine ohmsche Last vorhanden ist - durch Heizgeräte, elektrische Beleuchtung, Strom- und Spannungsänderung ohne Phasenverschiebung. Alle Energie ist dort aktiv und geht an die Last. Beim Einsatz in Netzen von Induktoren und Kapazitäten tritt eine reaktive Komponente auf. Es zeichnet sich durch eine Phasenverschiebung zwischen Spannung und Strom aus.

Phasenverschiebung bedeutet, dass es Zeiten gibt, in denen die Spannungs- und Stromwerte unterschiedliche Polarität haben, negativer Strom mit positiver Spannung und umgekehrt. In diesen Zeiträumen wird die Energie nicht zur Verrichtung von Nutzarbeit verwendet, sondern kehrt zur Energiequelle zurück. Scheinleistung besteht aus Wirk- und Blindanteil. Der Leistungsfaktor (KM) ist numerisch gleich dem Kosinus des Phasenwinkels zwischen Strom und Spannung (cosφ). Sie drückt das Verhältnis von Wirkleistung zu Gesamtleistung aus.

Bei niedrigem cosφ treten folgende Faktoren auf:

• die Kosten für den Stromverbrauch steigen;
• die Belastung der Transformatoren nimmt zu und ihre Lebensdauer nimmt ab;
• Wärmeverluste nehmen zu;
• es gibt einen Spannungsabfall aufgrund des Vorhandenseins einer reaktiven Komponente.

Das Vorhandensein einer reaktiven Komponente ist ein ungünstiger Faktor für das elektrische Netz und daher ist es notwendig, Kompensatoren in das Netz einzubeziehen.

Ausgleichsgeräte

Die Art der Ausgleichsvorrichtung ist abhängig von welche Art von Komponente kommt im Netzwerk vor. Bei induktiver Last kommen Blindleistungskompensationsgeräte mit Kondensatoren zum Einsatz. Bei kapazitiver Last werden Drosselkompensatoren verwendet. Ein Induktor in der Elektrotechnik ist eine Art von Induktor.

In Unternehmen gibt es meistens eine Induktionslast, die mit dem Vorhandensein von Asynchronmotoren, Transformatoren und Elektroöfen in den Technologieketten verbunden ist. Daher werden dort Kondensatorkompensationseinrichtungen für Blindleistung verwendet.

Der Hauptzweck von Kondensator-Blindleistungskompensationsgeräten in elektrischen Netzen UKRM ist den KM des Netzes auf dem Standardniveau halten, den Fluss der reaktiven Komponente reduzieren, stabilisieren Stromspannung. Am Aufstellungsort des UKRM die folgenden Kompensationsmethoden unterscheiden sich:

• Zentrale Kompensation mit Installation von UKRM auf der Hochspannungsseite von 6-10 kV. Dabei werden nur die oberhalb der Transformatoren liegenden Netzabschnitte entlastet. Verbraucherinstallationen bleiben unbelastet.
• Installation von UKRM auf Niederspannungsbussen von 0,4 kV. Das Entladen der darüber liegenden Transformatoren und Netze ist vorgesehen. Dies ist auch eine Art zentralisierter Vergütung. Verbrauchernetze bleiben unter Blindlast.
• Gruppenkompensation, wenn UKRMs direkt an 0,4-kV-Produktionsbusse angeschlossen werden. Lediglich die zu den einzelnen Verbrauchern führenden Netze bleiben unter Blindlast.
• Die individuelle Kompensation besteht darin, das UKRM direkt an die Blindleistungsverbraucher anzuschließen.

Kondensatoreinheiten verbessern die Bedingungen für die Energienutzung: Sie reduzieren den Laststrom um 30-50%, erhöhen die Lebensdauer von Elektrogeräten, reduzieren Wärmeverluste, Leitungsrauschen reduzieren, Phasenasymmetrie reduzieren, Filter für höhere Harmonische verwenden, Netze wirtschaftlicher machen und Kosten senken Elektrizität.

Bei der Auswahl eines Ausgleichsgerätes werden die Eigenschaften der Ausrüstung, die Umgebungsbedingungen und die Komplexität der Regelprozesse berücksichtigt. In 6-10-kV-Netzen werden folgende Kompensationsarten verwendet:

• Ungeregelt - besteht aus mehreren Stufen, die bei fehlenden Lastströmen manuell geschaltet werden.
• Automatisch - erfolgt durch automatisches Schalten von Stufen, die jeweils aus drei Kondensatoren bestehen, die durch ein Dreieck verbunden sind.
• Dynamisch - für schnell wechselnde Lasten wird ein elektronischer Blindwiderstandskompensator verwendet.

Schutz von UKRM

Für den sicheren Betrieb von Ausgleichsanlagen ist es notwendig, bei unvorhergesehenen Situationen Schutzeinrichtungen und Verriegelungen zu schaffen. Folgende Maßnahmen sind vorgesehen:

• Verriegelungen zum Schutz vor Berührung mit spannungsführenden Teilen.
• Eingebauter Trennschalter zur Vermeidung von Kurzschlussströmen.
• Elektrischer Schutz gegen Überschreitung der Normen für Strom, Spannung, Phasenunsymmetrie.
• Verriegelungen, die ein falsches Einschalten von UKRM-Schaltgeräten verhindern.
• Die Verwendung eines Schalters, um die Anlage beim Öffnen der Türen stromlos zu machen.

Es ist zu beachten, dass beim Abklemmen der Kondensatoren an deren Klemmen eine gefährliche Restspannung anliegt. Die vollständige Entladung über die Entladewiderstände erfolgt in wenigen Minuten.

Es ist kontraindiziert, eine vollständige Entschädigung zu leisten, um den cosφ zur Einheit zu bringen. Dies kann zu einer Überkompensation führen. KM sollte Werte nicht höher als 0,90-0,95. haben. Die Leistung des UKRM wird für jeden Netzabschnitt unter Berücksichtigung der Lastcharakteristik und der Art der Kompensation bestimmt.

Der ständig wachsende Stromverbrauch zwingt uns, auf dessen Einsparung aufmerksam zu sein. Der technologische Fortschritt erhöht den Bedarf an Energieressourcen und die Möglichkeiten der Erzeugung sind begrenzt. Daher rücken energiesparende Technologien in den Vordergrund, und Kompensatoren sind eine der wichtigen Sparmöglichkeiten.

Der wirtschaftliche Effekt aus dem Einsatz dieser Anlagen ist groß. Bereits in der Konstruktionsphase ist es möglich, einen reduzierten Kabelquerschnitt zu verlegen und Kosten zu sparen. Und im Produktionsprozess werden die Stromkosten eingespart, die in einigen Regionen bis zu 50 % der Gesamtkosten betragen.