Реактивті қуатты өтеуге конденсатор қалай таңдалады: кВАр, кернеу, сатылар және жиі қателер
Реактивті қуатты өтеуге үш фазалы конденсатор қалай таңдалады: қанша кВАр керек, кернеуге қандай запас қалдыру керек, сатылар мен гармоникалар не үшін маңызды, қорғаныс қалай жасалады. Жиі кездесетін қателер мен қысқа сұрақ-жауаптар да осында.
Конденсатор десе, көп адамның ойына радиодағы кішкентай бөлшек келеді. Бұл гайд басқа конденсаторлар туралы: цехта, шеберханада, қоймада немесе сауда залында электр желісіне қосылатын үлкен үш фазалы конденсаторлар туралы. Олар реактивті қуатты өтеу үшін керек. Қозғалтқыш, компрессор, сорғы, дәнекерлеу аппараты көп жерде желіден пайдалы жұмысқа кететін қуатпен қатар реактивті қуат та алынады. Ол кабельдерді, трансформаторды, автоматтарды бекерге жүктейді. Электр жеткізуші ұйым кейде қуат коэффициентіне, яғни cos φ-ге талап қояды. Конденсатор осы реактивті қуаттың бір бөлігін сол жерде өтеп, желінің жүгін жеңілдетеді.
Гайд кәсіпорынның энергетигіне де, шағын өндірісі бар кәсіпкерге де, тапсырыспен шкаф жинайтын электрикке де пайдалы болады деп ойлаймыз. Төменде неге қарау керек екенін, адамдар қай жерде жиі қателесетінін және бізде қазір не бар екенін қарапайым тілмен жаздық. Бір нәрсені бірден айта кетейік: өтеу қондырғысын жобалау — электрик пен энергетиктің жұмысы. Бұл мәтін оларға дұрыс сұрақ қоюға және ұсынған шешімін түсінуге көмектеседі.
Таңдағанда неге қарау керек
Алдымен қанша кВАр керек екенін есептеңіз
Ең басты параметр — конденсатордың реактивті қуаты, ол кВАр-мен жазылады. Оны көзбен шамалап алуға болмайды: аз алсаңыз, cos φ көтерілмейді, көп алсаңыз, артық өтеу болады, ол да жақсы емес. Есептеу үшін үш нәрсе керек: объектінің кВт-пен берілген активті қуаты, қазіргі cos φ және қандай cos φ-ге жеткіңіз келетіні.
Есептің өзі қиын емес: қажет реактивті қуат активті қуатты қазіргі және мақсатты бұрыштардың тангенстерінің айырмасына көбейткенге тең, яғни Q = P × (tg φ1 − tg φ2). Қазіргі cos φ-ді желі анализаторымен, кейбір электр есептегіштердің деректерінен немесе бірнеше күн бойы өлшеп білуге болады. Бір рет өлшеумен шектелмеңіз: жүктеме таңертең, түсте, кешке әртүрлі, демалыс күндері мүлдем басқаша болады. Сурет неғұрлым толық болса, соғұрлым дәл таңдайсыз.
Тағы бір кеңес: алдағы уақытты да ойлаңыз. Жақында жаңа станок немесе компрессор қоятын болсаңыз, қондырғыны кейін бір-екі саты қосуға болатындай етіп жинаған дұрыс.
Номиналды кернеу запаспен болсын
Номиналды кернеу — конденсатор ұзақ уақыт тұрақты жұмыс істей алатын кернеу. Ол желі кернеуіне тең болмауы керек, одан біраз жоғары болғаны дұрыс. Себебі нақты желіде кернеу ауытқып тұрады, ал гармоника болса, конденсатордағы кернеу одан да көтеріледі. Сондықтан үш фазалы 400 В желіге көбіне 440–450 В-қа есептелген конденсаторлар алынады. Гармоника көп болса немесе қондырғы дроссельмен жиналса, кернеу запасы бұдан да үлкен керек болуы мүмкін, мұны жобалаушымен нақтылаңыз.
Есте болсын: кернеуі жоғары конденсатор төменірек кернеуде өз номиналынан аз реактивті қуат береді. Қуат кернеудің квадратына байланысты өзгереді, сондықтан 450 В-қа есептелген конденсатор 400 В желіде жапсырмадағы кВАр-дан шамамен бестен бір бөлігіне азырақ береді. Есептегенде осыны ұмытпаңыз.
Үш фаза ма, бір фаза ма
Өндірістік желілер көбіне үш фазалы, сондықтан өтеуге үш фазалы конденсаторлар қолданылады: бір корпуста үш фазаға арналған секциялар болады, қосу оңай, шкафта орын аз алады. Бір фазалы конденсаторлар да бар, бірақ олар басқа жұмысқа арналған, мысалы, бір фазалы қозғалтқышты іске қосуға. Таңдағанда жапсырмадағы фаза саны мен кернеуге міндетті түрде қараңыз: сырттай ұқсас корпустар мүлдем басқа мақсатқа арналуы мүмкін.
Бір үлкен конденсатор ма, әлде бірнеше саты ма
Жүктеме күні бойы өзгеріп тұрса, бір үлкен конденсаторды тұрақты қосып қою жақсы шешім емес. Станоктар тоқтағанда реактивті қуат азаяды, ал конденсатор жұмысын жалғастыра береді де, артық өтеу пайда болады. Мұндай объектілерге автоматты өтеу қондырғысы жиналады: реттегіш cos φ-ді өлшеп отырады да, конденсаторларды сатылап қосып-ажыратады.
Сатыларды әртүрлі қуатпен алған ыңғайлы: бір кіші саты дәл реттеуге, бірнеше үлкені негізгі жүктемеге. Сонда реттегіш қажет қуатты дәлірек жинай алады.
| Жағдай | Әдетте не істейді | Неге |
|---|---|---|
| Жүктемесі тұрақты бір үлкен қозғалтқыш | Қозғалтқыштың өзіне жеке конденсатор | Өтеу тұтынушының дәл қасында болады, кабельдің де жүгі азаяды |
| Жүктемесі күні бойы өзгеретін цех | Реттегіші бар сатылы қондырғы | Реттегіш қажет қуатты жүктемеге қарай өзі жинайды |
| Жиілік түрлендіргіштері көп объект | Дроссельдері бар сатылы қондырғы | Гармоникамен резонанс болу қаупі азаяды |
| Трансформатордың өз реактивті қуаты | Аз қуатты тұрақты саты | Бос жүрістегі тұтынуды өтейді |
Гармоникаларды ескеріңіз
Қазір кез келген объектіде жиілік түрлендіргіштер, үздіксіз қуат көздері, LED шамдардың драйверлері, компьютерлер бар. Бұлардың бәрі желіге гармоника шығарады, яғни таза синусоиданы бұзады. Жоғары жиілікті ток үшін конденсатордың кедергісі аз, сондықтан гармоникалық токтар соған қарай ағып, оны қыздырады. Ең жаманы — резонанс: конденсаторлар трансформатормен бірге белгілі бір гармоникаға сай келіп қалса, ток пен кернеу күрт өседі.
Сондықтан гармоника көп жерде конденсаторлар дроссельмен бірге қосылады. Дроссель мен конденсатор бір-біріне сай таңдалуы керек, ал дроссельмен қосқанда конденсатордағы кернеу көтеріледі. Жобаны бастамас бұрын гармоникаларды желі анализаторымен өлшеп алған жөн.
Коммутация мен қорғаныс
Конденсаторды қосқан сәтте үлкен бастапқы ток пайда болады. Кәдімгі контактордың түйіспелері одан тез күйеді, сондықтан конденсатор сатыларына арнайы конденсаторлық контакторлар қойылады: олардың бастапқы токты шектейтін, алдын ала қосылатын түйіспелері мен резисторлары бар. Әр сатыны сақтандырғышпен немесе автоматпен қорғайды. Кабель қимасын да конденсатордың номиналды тогынан запаспен алады, өйткені гармоника токты көбейтеді.
Тағы бір маңызды жайт — разрядтау. Желіден ажыратқаннан кейін конденсаторда заряд қалады. Сондықтан конденсаторда разряд резисторы болуы керек, ал қондырғыны қайта қосар алдында разрядталуға уақыт беру керек. Нақты модельде разряд резисторы бар-жоғын және разряд уақытын оның құжаттамасынан тексеріңіз.
Орнату орны және салқындату
Конденсатор ыстықты ұнатпайды: температура жоғары болса, оның қызмет мерзімі қысқарады. Шкафта конденсаторларды бір-біріне тығыз қойып тастамаңыз, араларында ауа жүретіндей орын қалдырыңыз. Шкаф жабық, ыстық бөлмеде тұрса, желдеткіш пен термостат қойыңыз. Дроссельдер өздері де қызады: оларды конденсаторлардың астына емес, жоғарырақ немесе бөлек қойған дұрыс. Конденсатор қай температура аралығында жұмыс істейтіні құжаттамасында жазылады, соны бөлменің нақты жағдайымен салыстырыңыз.
Жапсырма мен құжаттаманы оқыңыз
Таңдағанда жапсырмадан кем дегенде мыналарды тексеріңіз: номиналды кернеу, реактивті қуат, фаза саны, желі жиілігі. Құжаттамада бұлардан бөлек сыйымдылық, номиналды ток, жұмыс температурасы, разряд резисторының бар-жоғы және қосу сызбасы жазылады. Бір қондырғыға бір сериядағы конденсаторларды алған ыңғайлы: өлшемдері мен бекітілуі ұқсас, шкафты жинау да, кейін ауыстыру да оңайырақ.
Жиі кездесетін қателер
- Есепсіз алу. «Көршіде осындай тұр, бізге де сол керек» деген тәсіл жұмыс істемейді. Әр объектінің жүктемесі әртүрлі, қуатты өлшеп, есептеп барып таңдау керек.
- Артық өтеу. Конденсатор тым көп болса, cos φ сыйымдылық жаққа ауысады, кернеу көтеріледі, бұл жабдыққа да жақсы емес. Жүктемесі өзгеретін жерде реттегішсіз тұрақты қосылған үлкен конденсатор көбіне осыған әкеледі.
- Кернеу запасын ұмыту. Номиналы желі кернеуіне тең конденсатор кернеу ауытқығанда немесе гармоника болғанда шегінде жұмыс істейді де, тез тозады.
- Гармониканы елемеу. Жиілік түрлендіргіштері көп цехқа дроссельсіз конденсатор қойылса, олар қызып, ісініп, тез істен шығуы мүмкін.
- Кәдімгі контактор қою. Сырты ұқсас болғанымен, ол конденсатордың бастапқы тогына арналмаған. Түйіспелер күйеді, конденсатор да зардап шегеді.
- Тек жапсырмадағы кВАр-ға сену. 450 В-қа есептелген конденсатор 400 В желіде азырақ кВАр береді. Мұны ескермесеңіз, өтеу жоспарлағаннан аз шығады.
- Қозғалтқышқа тым үлкен жеке конденсатор қою. Конденсатор тікелей қозғалтқышқа қосылса, оның қуаты қозғалтқыштың бос жүрістегі реактивті қуатынан аспауы керек. Әйтпесе ажыратқанда қозғалтқыш өздігінен қозып, кернеу көтерілуі мүмкін.
- Ажыратқан бойда жұмысқа кірісу. Конденсаторда заряд қалады. Қызмет көрсетер алдында разрядталуын күтіп, кернеу жоқ екенін өлшеп тексеріңіз.
Бізде қазір не бар
Каталогта қазір iPower брендінің BSMJ сериясындағы үш фазалы конденсаторлары бар. Барлығы 450 В айнымалы кернеуге есептелген, реактивті қуатты өтеу қондырғыларына арналған және электр қондырғысының cos φ-ін көтеру үшін қолданылады. Бір-бірінен реактивті қуатымен ғана ерекшеленеді. Ең кішілері — 1 және 5 кВАр: сатылы қондырғыда дәл реттеуге арналған кіші саты ретінде немесе аз қуат керек жерде қарастыруға болады.
15 және 20 кВАр — орташа сатылар. Шағын және орташа қондырғылардың негізгі сатылары көбіне осындай қуатпен жиналады.
30 және 50 кВАр — үлкен сатыларға арналған. Реактивті қуаты көп объектіде сатылар санын азайтуға көмектеседі. Бірақ үлкен сатыны таңдағанда реттеу дәлдігін де ойлаңыз: кіші сатысыз реттеу дөрекі болады.
Көбірек нұсқа — Конденсаторы бөлімінде.
Сұрақтар мен жауаптар
cos φ деген не, оны неге көтереді?
cos φ желіден алынатын толық қуаттың қаншасы пайдалы жұмысқа кететінін көрсетеді. Ол бірге жақындаған сайын, сол жұмыс үшін желіден аз ток алынады. Ток азайса, кабельдер мен трансформатор аз қызады, кернеу шығыны азаяды, ал электр жеткізушінің талабы болса, оны орындау оңайлайды.
400 В желіге 450 В конденсатор қоюға бола ма?
Иә, бұл кең тараған тәсіл: кернеу запасы ауытқу мен гармоникадан сақтайды. Тек төменірек кернеуде конденсатор номиналынан азырақ реактивті қуат беретінін есептегенде ескеріңіз. Дроссельді қондырғыда конденсатордағы кернеу көтеріледі, сондықтан онда кернеуді жобалаушы дроссельге қарай таңдайды.
Бірнеше конденсаторды қатар қосуға бола ма?
Болады, сатылы қондырғылар дәл солай жиналады. Әр сатыны өз контакторы мен қорғанысы арқылы қосқан дұрыс: сонда реттегіш оларды жүктемеге қарай бөлек басқара алады, ал біреуі істен шықса, қалғандары жұмысын жалғастырады.
Конденсатордың тозғанын қалай білуге болады?
Белгілері мынадай: корпус ісінеді, қатты қызады, сатының тогы азаяды, реттегіш cos φ-ді бұрынғыдай ұстай алмайды. Әр фазадағы токты токөлшегіш қысқышпен өлшеп, номиналмен салыстыруға болады. Корпусы ісінген конденсаторды жөндемейді, ауыстырады.
Үйге өтеу конденсаторы керек пе?
Әдетте жоқ. Мұндай конденсаторлар қозғалтқыш және басқа индуктивті жүктеме көп өндірістік және коммерциялық объектілерге арналған. Кәдімгі пәтер немесе үй желісінде олардан пайда аз.
Қондырғыны өзім жинай аламын ба?
Тәжірибесі бар электрикке бұл таныс жұмыс, бірақ қуатты есептеу, гармоникаларды өлшеу және қорғанысты таңдау үшін жобалаушының қатысуы керек. Қате жиналған қондырғы ештеңе өтемеуі де, керісінше артық өтеп, жабдыққа зиян келтіруі де мүмкін.
