27 лет на рынке силовой электроники и электротехники

Каталог продукции

Статья для журнала «Рынок электротехники»

В. Ф. Карманов, генеральный директор ООО «Энергия-Т»

В. Ф. Николаев, главный конструктор ООО «Энергия-Т»

 

Оптимальный выбор конструкции конденсаторных батарей высокого напряжения — залог их надежной и бесперебойной работы

В последнее время в нашей стране отмечается широкое внедрение высоковольтных конденсаторных батарей, применяемых как для коррекции коэффициента мощности, так и в составе управляемых шунтирующих реакторов в качестве источника реактивной мощности емкостного характера.

Основываясь на опыте, накопленном специалистами нашего предприятия в разработке, изготовлении и запуску конденсаторных батарей (БК) в эксплуатацию, весь процесс создания БК можно разбить на ряд этапов:

Очень важным является выбор поставщика БК — как правило, оборудование поставляется в комплекте. Однако сложились некоторые общие требования, общие критерии к основным комплектующим частям БК:

 

1.Конденсаторы.

Высоковольтные конденсаторы ведущих мировых производителей, как правило, по конструкции и использованию современных материалов (экологически безопасная пропиточная жидкость и пленочный диэлектрик, плавкие предохранители для защиты отдельных секций емкостных элементов) практически одинаковы. Однако есть ряд характеристик, которые существенно влияют на надежность, вес и габариты конденсаторной батареи:

Ниже, для примера, приведены основные технические характеристики конденсаторов фирм «NOKIAN CAPACITORS» (серия TILP) и «ZEZ SILKO» (серия CUEFS), используемых в батарее 25 МВАр/110кВ:

 

  Производитель
Номинальное напряжение, кВ
Номинальная мощность, кВАр
Габарит корпуса, мм
Соотн. мощность / объем корпуса, кВАр/дм3
Уровень изоляции между выводами и корпусом, кВ
Потери, Вт/кВАр
Материал и покрытие корпуса
«NOKIAN CAPACITORS», Финляндия   9,075   595   200х350х800   10,625   50/125   0,12 Нерж. сталь AISI409 эпокс. эмаль
«ZEZ SILKO», Чехия   9,075   595   175х350х920   10,559   50/125   0,15 Нерж. сталь лак

 

2. Рама БК.

Должна изготавливаться из оцинкованной стали с полимерным покрытием, или из устойчивого к климатическим воздействиям алюминиевого сплава также с полимерным покрытием. В любом случае покрытие должно очень прочным и выдерживать длительные воздействия факторов окружающей среды.

Например, фирма «NOKIAN CAPACITORS» использует в своих конструкциях, как специальные алюминиевые сплавы, так и сталь, покрытую цинком методом горячего погружения.

 

3. Опорные изоляторы.

Какие изоляторы применять — фарфоровые или полимерные (кремнийорганические) — необходимо решать исходя из конкретных условий эксплуатации БК.

Там, где требуются малый вес, гидрофобность и грязестойкость, улучшенные влагоразрядные характеристики и сейсмостойкость — применяются полимерные изоляторы. В любом случае, выбор делается исходя из основных требований к изоляторам:

 

4. Трансформатор тока и реле защиты

Тип применяемого трансформатора тока выбирается исходя из следующих основных требований:

Что же касается реле защиты, то используются цифровые реле, специально разработанные для защиты от тока небаланса в конденсаторных батареях. Особые требования к реле:

Для примера ниже представлены основные технические данные реле защиты
NUR-36 фирмы «NOKIAN CAPACITORS»:

 

  Входной ток   5 А и 1 А
  Номинальная токовая нагрузка   0,5 ВА
  Допустимая токовая перегрузка
  • постоянная
  • в течение 1 сек

  15 А
  300 А
  Самодиагностика   Память (ROM и RAM), преобразователь тока и выходные реле постоянно проверяются в фоновом режиме
  Питание   40…265 В пост./перем.тока
  18….80 В пост.тока
  Реле отключения
  • Номинальное напряжение
  • Номинальный длительный ток

  ~250 В
  5 А
  Реле аварийной сигнализации
  • Номинальное напряжение
  • Номинальный длительный ток

  ~250 В
  5 А
  Степень защиты   IP45
  Температура окружающей среды   -10°С….+55°С

 

Сегодня, в связи с освоением районов Крайнего Севера, при проектировании высоковольтных конденсаторных батарей, особое внимание обращается на экстремальные климатические условия их размещения. В настоящее время ни один производитель в мире не изготавливает конденсаторы с температурой эксплуатации ниже -40°С, с градиентом температуры до -55°С. Таким образом, изготовление конденсаторных батарей с категорией УХЛ1 для новых перспективных нефтяных и газовых месторождений Сибири и Крайнего Севера в прежнем, открытом исполнении, становится невозможным.

Единственный способ решения этой проблемы сегодня — монтаж батарей в специально оборудованном здании. Подобная батарея проектируется для п/с 110кВ «Лысенковская» (Аганская-2) ОАО «Тюменьэнерго» на базе высоковольтной конденсаторной группы 42TILP 25 МВАр/ 110кВ производства «NOKIAN CAPACITORS». Проектом предусмотрен монтаж батареи в здании размером 25×5×4 м. Абсолютный минимум температуры воздуха заказчиком установлен -55°С. При этом необходимо иметь в виду, что при монтаже и эксплуатации батареи в закрытом помещении потребуются специальные технические решения, связанные, например, с заменой конденсаторов.

Еще один вопрос — сейсмоустойчивость конструкции батареи — достаточно сложный и малоизученный. Без компьютерного моделирования в стадии разработки проектных решений и полигонных испытаний здесь не обойтись. Например, фирма «NOKIAN CAPASITORS» поставила в Чили высоковольтную батарею с сейсмоустойчивостью до 6 баллов, причем с проведением натурных полигонных испытаний.

Решение этой проблемы мы видим в следующем:

Обобщая все вышеизложенное, можно сказать, что создание конденсаторной батареи — достаточно сложный процесс; необходимо на всех его этапах особое внимание обращать на надежность как самой батареи, так и ее основных частей, их долговечность при воздействии неблагоприятных факторов окружающей среды.

Специалисты ООО «Энергия-Т» готовы оказать весь комплекс услуг по разработке, изготовлению и запуску в эксплуатацию конденсаторных батарей всех типов, провести анализ экономической целесообразности различных вариантов и составить детальную схему наиболее выгодного решения.

 

Заказать звонок