Промышленное оборудование потребляет электрическую энергию, расчёт которой производится с учётом полной мощности электрической цепи. Её расход определяется 2 показателями: активной и реактивной энергией. Активная — действительно нужна конечному потребителю. В большинстве бытовых электроприборов активная энергия равна полной.
Реактивная электроэнергия, напротив, не расходуется на работу электрооборудования, это пустые потери энергии. Реактивная мощность возникает в цепях переменного тока, подверженным индуктивным и ёмкостным нагрузкам. Трансформируясь в реактивную, часть энергии не только теряется по пути к конечному потребителю, но и увеличивает расходы, влияет на быстрый перегрев оборудования и, как следствие, его более быстрый выход из строя. Для оптимизации работы энергосистем используются конденсаторные установки.
Промышленное назначение
Работа промышленных предприятий неразрывно связана с использованием систем, где проходят переменные, иначе говоря — постоянно меняющие направления течения токи. В перечень такого оборудования, в частности, входят:
- силовые установки;
- полупроводниковые приборы;
- сварочные аппараты;
- электродвигатели;
- стабилизаторы электрического напряжения;
- дуговые печи;
- преобразователи частоты;
- трансформаторы.
Между источником электроэнергии и предприятием, использующим установки, циркулируют реактивные токи. Они преобразуются в тепловую энергию. Техника, принимающая токи, а также оборудование для его передачи, перегревается и выходит их строя. Наибольшим нагрузкам подвергаются кабели, трансформаторная техника, распределительные устройства. При установке конденсаторов в подобные приборы происходит уравнивание тока и напряжения в фазе.
Конденсаторы отличаются рабочими характеристиками, поэтому их подбор к тому или иному виду техники требует тщательного анализа.
Принцип действия
Превалирующее число оборудования, работающего на промышленных предприятиях, функционируют только при условии создания в них магнитных полей. Для них характерна индуктивная нагрузка. Протекающий в индуктивных системах ток остается неизменным, но при возникновении нагрузки появляется фазовый сдвиг. Знаки тока и напряжения, порождающего фазовый сдвиг, разнятся, вследствие чего энергия электромагнитных полей индуктивностей снижается. Энергия компенсируется из сети. Так появляется активная и реактивная энергия.
Долю активной энергии характеризует величина — косинус угла сдвига фаз между током и напряжением. С ростом тока реактивной энергии в обратную сторону, снижается доля активной энергии, вызывая общие потери в сети. Если в обоих направлениях будут протекать одинаковые токи, активная мощность вовсе не будет потребляться, а все энергия пойдет на нагрев сетей.
Компенсирующие устройства призваны плавно скорректировать показатель угла сдвига фаз. Частично они состоят из конденсаторов — батарей ёмкостных элементов, коммутационного оборудования и управляющего устройства.
В результате установки коммутационного оборудования наблюдается ряд положительных эффектов:
- Нагрузка на сети значительно снижается. Такой эффект даёт устранение ненужных реактивных токов.
- Улучшается качество напряжения. Это происходит благодаря устранению высших гармоник, различных помех.
- Снижается размер оплаты за электроэнергию.
- Увеличивается срок службы оборудования. Конденсаторы позволяют использовать токоведущие жилы меньшего диаметра и снизить нагрузку на провода.
Установка конденсаторов приносит предприятию значительную выгоду, но при условии, что оборудование подходит по параметрам.
Виды конденсаторного оборудования
На промышленных предприятиях используются следующие типы конденсаторов:
- компенсирующие (косинусные);
- сглаживающие (фильтрующие);
- импульсные;
- для двигателей переменного тока;
- снабберные;
- для цепей выпрямленного тока параллельно нагрузке.
Установки представляют собой небольшие блоки, либо системы, объединённые в целые батареи. Контроль системы в большинстве случаев выполняют микропроцессоры, то есть для включения аппаратуры вмешательство человека не требуется. Более недорогие системы имеют ручное управление либо могут быть нерегулируемыми — без возможности переключения.
Если речь идёт о компенсации ёмкостной составляющей, которая присуща не промышленным агрегатам, а воздушным линиям и кабельным системам, то для выравнивания показателя угла тока и напряжения используются катушки, дроссели.
В силовом оборудовании используются конденсаторы, в которых несколько соединённых воедино полупроводников разделены диэлектриком. Их основой параметр — ёмкость. Она зависит от материала исполнения и площади обкладок, показателя диэлектрической проницаемости. Ёмкость измеряется в Фарадах.
Конденсаторы большой ёмкости — это несколько единичных конденсаторов, составляющих секции.
Существует такие разновидности силовых конденсаторов:
- вакуумные;
- SPF6;
- керамические;
- пленочные, которые могут быть исполнены из фольги, металлизированного покрытия, плёночных материалов, полимерной плёнки.
На производственных предприятиях предпочтение отдаётся плёночным конденсаторам, которые в случае пробоя способны к самовосстановлению.
Согласно европейским стандартам DIN 41379, в группу пленочных конденсаторов входят:
- МР — бумажные металлизированные.
- РЕТ — конденсаторы, в которых диэлектрик изготовлен из полиэтилентерефталата или полиэстера. Они могут быть фольговыми (КТ), металлизированными (MKT, MKS).
- РEN — имеющие диэлектрик из полиэтиленнафталата и изготовленные из фольги, металлизированные.
- PPS — с диэлектриком из полиэтиленсульфида.
- РР — с полипропиленовым диэлектриком. Они могут быть фольговыми, металлизированными, комбинированного типа.
- Многослойные смешанного типа. Они исполнены из бумаги, металлизированной с одной или 2 сторон.
- С диэлектриком из ацетат целлюлозы (CА).
- РС — с диэлектриком из поликарбоната.
Выпуск плёнок для конденсаторов давно налажен компаниями с мировым именем, и они неохотно впускают в свою нишу «новичков». В этом есть свои плюсы: оборудования для компенсации реактивной мощности полностью соответствует заявленным стандартам качества. Наиболее известные производители пленок — Teflon, Mylar, Kaladex.
Расчёт ёмкости конденсаторов
В процессе проектирования необходимо учитывать ключевую величину — ёмкость конденсатора. Он проводится согласно формуле: C = Q / U2 * 2 * p * f
С — ёмкость конденсатора, Ф;
U — напряжение сети, В;
F— частота, Гц;
Q — реактивная мощность;
Р — 3,14.
Чтобы определить Q, необходимо воспользоваться формулой Q = P * K
Поставщики электроэнергии ведут учет реактивной мощности для крупных промышленных предприятий, поэтому для производителей установка конденсаторов экономически обоснована: несмотря на внушительные затраты, подсчитать экономию средств не составит труда благодаря данным энергопоставщика.
О компании DUCATI, выпускающей конденсаторы
Итальянская компания DUCATI, которая занимается производством конденсаторов, образовалась в Болонье в 1926 году. Три брата – Адриано, Бруно и Марчелло Дукати – увлекались радиотехникой и хотели её выпускать. Так появилась компания DUCATI. К выбору направления компаньоны подошли с практической стороны: в то время фашистское правительство в Италии транслировало пропагандистскую информацию по разным каналам, спрос на радиоточки в домах превышал предложение. Братья решили, что рынок сбыта их продукции обеспечен. Так и получилось – дела пошли хорошо. Уже в 1939 году на заводе DUCATI в Болонье работали 7000 человек.
Вторая мировая война сказалась на промышленном производстве. В 40-е годы братья переориентировали производство на выпуск раций и оптических прицелов. Итальянское правительство регулярно давало им заказы, но после войны заказы иссякли, а предприятие национализировали. Национализация была вынужденной мерой – только так можно было сохранить рабочие места и обеспечить людей работой.
В 1946 году начался новый виток развития бренда. DUCATI разделили на две компании: DUCATI Elettrotecnica и DUCATI Meccanica (ныне – DUCATI Motor). Первая специализировалась на производстве электроники, вторая – мотоциклов. Компания DUCATI energia образована в 1985 году путем слияния DUCATI Elettrotecnica и Zanussi Elettromeccanica. Она входит в число крупнейших промышленных производств Болоньи. В мире работают 6 её заводов, общая штатная численность – 1250 человек.
DUCATI Energia Каталог Часть 1
DUCATI Energia Каталог Часть 2
