Azotirovanie.ru

Инженерные системы и решения
5 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Как соединить конденсаторы? Последовательное и параллельное соединение

Как соединить конденсаторы? Последовательное и параллельное соединение

соединить конденсаторы

Вопрос о том, как соединить конденсаторы может возникнуть у любого человека, интересующегося электроникой и пайкой. Чаще всего, необходимость в этом возникает в случаях отсутствия под рукой устройства подходящего номинала при сборке или ремонте какого-либо прибора.

К примеру, человеку нужно отремонтировать устройство, заменив в нем электролитический конденсатор ёмкостью 1000 микрофарад или больше, на руках подходящие по номиналу детали отсутствуют, но есть несколько изделий с меньшими параметрами. В этом случае есть три варианта выхода из сложившейся ситуации:

  1. Поставить вместо конденсатора на 1000 микрофарад устройство с меньшим номиналом.
  2. Поехать в ближайший магазин или радио-рынок для покупки подходящего варианта.
  3. Соединить несколько элементов вместе для получения необходимой ёмкости.

От установки радиоэлемента меньшего номинала лучше отказаться, так как подобные эксперименты не всегда заканчиваются успешно. Можно съездить на рынок или в магазин, но это требует немало времени. Потому в сложившейся ситуации чаще соединяют несколько конденсаторов и получают необходимую емкость.

Параллельное соединение конденсаторов

Параллельная схема подключения конденсаторов предполагает соединение в две группы всех обкладок приборов. В одну группу соединяются первые выводы, а в другую группу – вторые выводы. На рисунке ниже представлен пример.

Схема параллельного соединения конденсаторов

Конденсаторы, соединенные параллельно между собой, подключаются к одному источнику напряжения, поэтому на них существует две точки напряжения или разности потенциалов. Следует учитывать, что на всех выводах подключенных параллельно конденсаторов напряжение будет иметь одинаковую величину.

Параллельная схема образует из элементов единую ёмкость, величина которой равняется сумме ёмкостей всех подключенных в группу конденсаторов. При этом через конденсаторы в процессе работы устройства будет протекать ток разной величины. Параметры проходящего через изделия тока зависят от индивидуальной ёмкости устройства. Чем выше ёмкость, тем больший по величине ток пройдет через него. Формула, характеризующее параллельное соединение, имеет следующий вид:

Формула расчета параллельных конденсаторов

Параллельная схема чаще всего используется в быту, она позволяет собрать необходимую ёмкость из любого числа отдельных, различных по номиналу элементов.

Последовательное соединение конденсаторов

Схема последовательного подключения представляет собой цепочку, в которой первая обкладка конденсатора соединяется со второй обкладкой предыдущего устройства, а вторая обкладка – с первой обкладкой следующего прибора. Первый вывод первого конденсатора и второй вывод последней детали в цепи соединяются с источником электрического тока, благодаря чему между ними осуществляется перераспределение электрических зарядов. Все промежуточные обкладки имеют одинаковые по величине заряды, чередующиеся по знаку.

На рисунке ниже представлен пример последовательного подключения.

Схема последовательного соединения конденсаторов

Через соединенные в группу конденсаторы протекает ток одинаковой величины. Общая мощность ограничивается площадью обкладок устройства с наименьшим номиналом, так как после зарядки наименьшего по ёмкости устройства, вся цепь перестанет пропускать ток.

Несмотря на явные недостатки, данный способ обеспечивает увеличение изоляции между отдельными обкладками до суммы расстояний между выводами на всех последовательно соединенных конденсаторах. То есть, при последовательном соединении двух элементов с рабочим напряжением 200 В, изоляция между их выводами сможет выдерживать напряжение до 1000 В. Ёмкость по формуле:

Формула расчета ёмкости конденсаторов при последовательном соединении

Данный способ позволяет получить эквивалент меньшего по ёмкости конденсатора в группе, способной работать при высоких напряжениях. Всего этого можно достичь путем покупки одного единственного элемента подходящего номинала, потому на практике последовательные соединения практически не встречаются.

Эта формула актуальна для расчета общей ёмкости цепи последовательно соединенных двух конденсаторов. Для определения общей ёмкости цепи с большим числом приборов необходимо воспользоваться формулой:

Формула для определения общей ёмкости цепи при последовательном соединении конденсаторов

Смешанная схема

Пример смешанной схемы подключения представлен ниже.

Смешанная схема соединения конденсаторов

Чтобы определить общую ёмкость нескольких устройств, всю схему необходимо разделить на имеющиеся группы последовательного и параллельного соединения и рассчитать параметры ёмкости для каждой из них.

На практике данный способ встречаются на различных платах, с которыми приходиться работать радиолюбителям.

Компенсирующий конденсатор

Большинство светотехнических установок наряду с активной мощностью потребляют и реактивную мощность, т.к. они имеют обмотки с довольно большой индуктивностью. Наличие реактивной мощности приводит к необходимости использовать более мощные трансформаторы и кабели, чем это требуется при активной нагрузке. Величина реактивной нагрузки характеризуется значением cos Ф в сети. При этом следует отметить, что потребляемая реактивная мощность не затрачивается на выполнение полезной работы, а фактически расходуется впустую.

Появление в сети реактивной нагрузки имеет, следующие негативные последствия:

увеличение потребляемой мощности;
уменьшение мощности, доступной вторичным трансформаторам;
увеличение падений напряжения и потерь на нагревание в кабелях;
сокращение срока службы оборудования;
увеличение на 30-60% суммы платежа на потребляемую электроэнергию.

Каждому дросселю полагается своя емкость конденсатора. Ни на дросселе, ни на ИЗУ, на схемах включения ламп эти конденсаторы не указаны. Эти конденсаторы подключаются параллельно сети 220 вольт до дросселя и служат для увеличения cos Ф сети, т.е. для компенсации реактивной мощности.

Читайте так же:
Конфигурация счетчика меркурий 230

Изначально электромагнитный дроссель имеет очень низкий cos Ф. На корпусе дросселя указывается такой параметр как "лямбда" 0.42(0.44), 0.55 — это современное обозначение cos Ф , т.е. зарубежные электротехники, да и наши в последнее время для светотехнических расчётов ввели новое понятие — "фактор мощности"; его и следует принимать при расчётах как cos Ф. Грубо говоря, КПД дросселя изначально в пределах 50%. Это очень мало, почти 50% потребляемой электроэнергии расходуется зря, приходится платить за ложный ток.

При использовании входного конденсатора (параллельно сети) происходит компенсация емкостью индуктивности дросселя и ток, потребляемый комплектом лампа-дроссель, снижается почти в 2 раза. Считается, что с электромагнитным ПРА можно получить cos Ф, в самом лучшем случае, не более 0.92.

Электронные ПРА дают cos Ф 0.98-0.99, т.е. ток приблизится к току обычной лампы накаливания 250 ватт (если бы такая была). Например, ток потребляемый от сети электромагнитного ПРА с лампой ДНаТ-250 без конденсатора, почти 3А, а с ним — 1.4А. И так далее.

Рекомендуемые емкости

Дроссель ДНаТ-250 (3А) – 35 мкф.
Дроссель ДНаТ-400 (4.4А) – 45 мкф.
Дроссель ДРЛ-250 (2.15А) – 18 мкф.
Дроссель ДРЛ-400 (3.25А) – 25 мкф.

Для получения требуемой емкости конденсаторы можно включать параллельно, например 2 конденсатора по 16 мкф, подключенных параллельно, дают емкость 32 мкф., рабочее напряжение остается тоже – 250 вольт.

Не следует надеяться, что, поставив емкость побольше, Вы получите cos Ф больше 1. Если емкость будет больше, чем надо, лампа начнет мигать, если меньше, то ток потребления снизиться незначительно. То есть повышение емкости конденсаторов приведёт к уменьшению КПД и возникновению резонанса в цепи.

Ниже приведены величины емкостей в МКФ (все конденсаторы должны быть рассчитаны на переменное напряжение

Ликбез КО. Лекция №4 Сглаживающие фильтры питания.

Сглаживающие фильтры питания.
Сглаживающие фильтры питания предназначены для уменьшения пульсаций выпрямленного напряжения. Принцип работы простой – во время действия полуволны напряжения происходит заряд реактивных элементов (конденсатора, дросселя) от источника – диодного выпрямителя, и их разряд на нагрузку во время отсутствия, либо малого по амплитуде напряжения.
Основные схемы сглаживающих фильтров питания.

Простейшим методом сглаживания пульсаций является применение фильтра в виде конденсатора достаточно большой ёмкости, шунтирующего нагрузку (сопротивление нагрузки). Конденсатор хорошо сглаживает пульсации, если его емкость такова, что выполняется условие:
1 / (ωС) << Rн
Во время действия синусоидального сигнала, когда напряжение на диоде выпрямителя прямое, через диод проходит ток, заряжающий конденсатор до напряжения, близкого к максимальному. Когда напряжение на выходе диодного выпрямителя оказывается меньше напряжения заряда конденсатора, конденсатор разряжается через нагрузку и создает на ней напряжение, которое постепенно снижается по мере разряда конденсатора через нагрузку. В каждый следующий полупериод конденсатор подзаряжается и его напряжение снова возрастает.

Чем больше емкость С и сопротивление нагрузки , тем медленнее разряжается конденсатор, тем меньше пульсации и тем ближе среднее значение выходного напряжения Uср к максимальному значению синусоиды Umax. Если нагрузку вообще отключить, то в режиме холостого хода на конденсаторе получится постоянное напряжение равное Umax, без всяких пульсаций.

Работа простейшего сглаживающего фильтра на конденсаторе в цепи однополупериодного выпрямителя поясняется рисунком и эпюрами:

Красным цветом показано напряжение на выходе выпрямителя без сглаживающего конденсатора, а синим – при его наличии.

Если пульсации должны быть малыми, или сопротивление нагрузки мало, то необходима чрезмерно большая емкость конденсатора, т.е. сглаживание пульсаций одним конденсатором практически осуществить нельзя. Приходится использовать более сложный сглаживающий фильтр.

Работа сглаживающего Г-образного фильтра на конденсаторе и дросселе в цепи двухполупериодного мостового выпрямителя поясняется рисунком и эпюрами:

Как и в примере с однополупериодным выпрямителем, красным цветом показано напряжение на выходе выпрямителя без сглаживающих элементов (конденсатора и дросселя), а синим – при их наличии.

Читайте так же:
Счетчик скидки для сайта

Логично следует, что чем больше ёмкости и индуктивности фильтров, и чем больше в нём реактивных элементов (сложнее фильтр), тем меньше коэффициент пульсаций такого выпрямителя.

В качестве сглаживающих конденсаторов используются электролитические конденсаторы. Чем больше ёмкость, тем лучше. Кроме того, для надёжности, конденсаторы должны быть рассчитаны на напряжение в полтора-два раза превышающее выходное напряжение диодного моста.
Определение выходного напряжения выпрямителя и выбор сглаживающего фильтра для блока вторичного питания
К описанному в статье, следует добавить важную информацию, используемую для конструирования источников (блоков) питания постоянного тока:

1. Любой p-n переход, любого полупроводникового прибора, в том числе диода имеет характеристику – падение напряжения на переходе. Это напряжение обычно указывают в справочниках. Для германиевых диодов оно может быть от 0,3 вольт до 0,5 вольт, а для кремниевых диодов – от 0,6 вольт до 1,5 вольт.

Это значит, что если мы возьмём трансформатор с выходным напряжением 6,3 вольта, выпрямим его однофазным двухполярным мостовым выпрямителем (диодным мостом) у которого на каждом диоде по справочнику падает по 1 вольту (Uпр.= 1 В), то на выходе выпрямителя мы получим всего лишь 4,3 вольта. Напряжение в 2 вольта «потеряется» на 2-х диодах по пути прохождения тока. Начинающие радиолюбители обычно этого не учитывают, потому и недоумевают, почему на выходе маленькое напряжение.

2. Переменный электрический ток измеряется приборами, которые, как правило, показывают его среднее значение, а не максимальное. Максимальное значение переменного напряжения это – значение электрического напряжения соответствующее его максимальному значению синусоиды.

Среднее значение напряжения на выходе однополупериодного выпрямителя соответствует значению:
Uср = Umax / π = 0,318 * Umax

Среднее значение напряжения на выходе двухполупериодного выпрямителя соответствует значению:
Uср = 2 Umax / π = 0,636 * Umax

Значение среднего напряжения — 0,636 за счёт особенностей конструкции измерительных приборов округляется и принимается равной 0,7.

3. Исходя из изложенного выше, можно сделать вывод, который справедлив в том случае, когда нагрузка на блок питания маленькая. Обратите внимание на рисунки ниже.
Выходное напряжение выпрямителей с фильтром питания:
а) с большой нагрузкой :
б) с маленькой нагрузкой :
Эти рисунки поясняют, что при малой нагрузке выходное напряжение выпрямителя с фильтром питания равно максимальной амплитуде синусоиды поступающей на выпрямитель, за вычетом падения напряжения на диодах.
Пример определения выходного напряжения, и подбора сглаживающего конденсатора для источника вторичного питания
Рассмотрим случай со средним переменным напряжением на выходе трансформатора, измеренным мультиметром равным 6,3 вольта, и нагрузкой (сопротивлением нагрузки) равной 200 Ом.

Выходное напряжение c мостового выпрямителя будет определено следующим образом:

— максимальное напряжение на выходе трансформатора:

Umax = Uизм / 0,7 = 6,3в / 0,7 = 9 вольт

— максимальное выходное напряжение на выходе выпрямителя:

Uвых. = Umax – UVD1 – UVD2 = 9 – 1 – 1 = 7 вольт

— емкость сглаживающего конденсатора выбираем из условия:

1 / (2*π*f*С) << Rн , откуда 1 / (2*π*f *Rн) << С

1/(2*3,14*50*200) = 1,59*10-5 (Фарад) = 15,9 мкФ

— учитывая условие, при котором емкость конденсатора должна быть намного больше полученному по приведенному условию, выбираем конденсатор ёмкостью более чем в пять раз больше расчётного значения — 100 мкФ*16 вольт.
Схема, состоящая из трансформатора, выпрямителя и сглаживающего фильтра является источником нестабилизированного питания. От таких источников можно питать любые устройства, потребляющие слабый ток, не критичные к наличию пульсаций и нестабильности питающего напряжения. Для максимального подавления пульсаций и стабилизации питающего напряжения применяют Стабилизаторы напряжения.

Способ, как увеличить емкость конденсатора при подключении

Как увеличить емкость конденсатора

Если нужно срочно отремонтировать технику, а нужного конденсатора нет, то можно увеличить емкость конденсатора, как известно из школьной программы, соединив несколько приборов в одну цепь.

Такая проблема может также возникнуть, если, например, нужного номинала нет в продаже, то есть для нестандартных подключений, например, в радиотехнических опытах.

Электрическая емкость

При соединении приборов для конденсации заряда, как правило, техника интересует электрическая емкость, которая получится в итоге.

Электроемкость показывает способность двухполюсника накапливать в себе заряд и измеряется в фарадах. Может показаться, что чем выше это значение, тем лучше, но на практике не существует возможности создать все возможные на свете емкости, более того, часто это и не нужно, так как во всех приборах, использующихся повседневно, применяются стандартные приборы для конденсации.

Можно соединить несколько приборов для конденсации в цепь, создав одну конденсирующую емкость, при этом значение характерной величины будет зависеть от типа подключения, и для его расчета есть давно известные формулы.

Электрическая емкость конденсатора

Параллельное соединение

Существует два типа подключения приборов в цепь: последовательное и параллельное. Каждый из них обладает своими свойствами, но, как правило, используется параллельное соединение конденсаторов.

Читайте так же:
Счетчик меркурий с памятью

Параллельное соединение обладает такими свойствами:

  1. Емкость составного двухполюсника увеличивается по сравнению с каждым отдельным прибором.
  2. Напряжение в сети не изменяется.

Параллельное соединение конденсатора

Соединить конденсаторы для увеличения емкости, как показывают свойства, лучше этим способом. Для этого нужно соединить выводы с каждого двухполюсника по группам: у каждого из них два вывода. Нужно создать две группы: в одну соединить все конденсаторы с одного вывода, а во вторую с оставшегося.

Емкость конденсатора

При таком соединении приборы для конденсации образуют одну емкость, поэтому верна такая формула: С=С1+С2+…СN, где N — количество конденсаторов в цепи.

Например, если имеются номинальные значения 50мкф, 100мкф и 150мкф, то при последовательном подключении общее значение в цепи будет 300мкф.

В жизни это подключение используют довольно часто, например, если при расчетах оказалось, что требуется такой двухполюсник, которого в продаже точно не найти. С помощью этого способа можно варьировать емкость конденсатора так, как это потребуется, при этом не изменяя напряжение в сети.

Последовательное включение конденсаторов

Свойства последовательного включения конденсаторов:

  1. Емкость последовательно соединенных приборов для конденсации заряда в отличие от емкости параллельно соединенных конденсаторов уменьшается.
  2. Напряжение на приборах растет.

Для такого подключения нужно просто соединять выводы двухполюсников один с другим, образуя цепочку: вывод первого будет соединен с выводом второго, оставшийся вывод второго с выводом третьего и так далее.

Формула подключения: 1/(1/С1+1/С2+…+1/СN), где N — это количество приборов в соединении.

Последовательное включение конденсаторов

Например, есть три конденсатора по 100мкф. 1/100+1/100+1/100=0,03мкф. 1/0,03=33мкф.

Заряды распределятся с чередующимся знаком, а емкостное значение будет ограничено только им же для самого слабого звена в цепи. Как только он получит свой заряд, передача тока в цепи прекратится.

Для чего тогда нужен подобный способ подключения? Такая цепь более устойчива и может выдержать большее напряжение при подключении в схему при меньшем емкостном номинале конденсатора. Однако в продаже имеются приборы, которые и без того обладают нужными свойствами, поэтому-то такое подключение в жизни практически не используется, а если используется, то для специфических задач.

Смешанный способ

Сочетает в себе параллельное и последовательное подключения.

Смешанное включение конденсаторов

При этом для участков с последовательным соединением характерны свойства последовательного соединения, а для участков с параллельным — свойства параллельного.

Оно используется, когда ни электроемкость, ни номинальное напряжение приборов, имеющихся в продаже, не подходят для задачи. Обычно такая проблема возникает в радиотехнике.

Чтобы определить общее значение электроемкости, нужно будет сначала определить это же значение для параллельно соединенных двухполюсников, а потом для их последовательного соединения.

Сравнение различных вариантов

ЕмкостьНапряжение
ПараллельноеУвеличиваетсяНе изменяется
ПоследовательноеУменьшаетсяУвеличивается
СмешанноеИзменяетсяУвеличивается

Для выбора соединения можно воспользоваться такой таблицей. Слева тип соединения приборов, сверху свойства прибора для конденсации заряда.

Если требуется увеличить емкость, то нужно использовать параллельное соединение, а если увеличить напряжение — то последовательное. Если же требуется и то, и то, то нужно будет рассчитывать смешанное подключение конденсаторов в цепь.

Автоматическое регулирование мощности конденсаторных установок — Схемы соединения конденсаторных установок

Ввиду малой мощности конденсаторов в единице они обычно соединяются в группы, секции и целые установки. В принципе не существует каких-либо препятствий, ограничивающих получение конденсаторных установок на любую мощность и на любое напряжение, и они могут выполняться как однофазными, так и трехфазными с параллельным или параллельно-последовательным соединением конденсаторов. Соединение конденсаторов в установках выполняется в виде двух основных схем — треугольником или звездой. Выбор той или иной схемы соединений конденсаторов зависит от различных факторов технического и конструктивного характера.
Конденсаторы напряжением 220, 380, 500 и 600 В изготовляются в основном в трехфазном исполнении, но по отдельным заказам могут изготовляться и в однофазном. Трехфазные конденсаторы соединяются только треугольником (рис. 5,6,г), а однофазные могут Соединяться как звездой, так и треугольником рис. 5,а,в, д, ё).

Рис. 5. Схемы соединений конденсаторных установок.
а, в. е — звездой; б, г, д — треугольником.
Однофазные конденсаторы применяются в сетях для индивидуальных однофазных электроприемников (электрические печи и др.).
Б осветительных и силовых сетях напряжением 220 и 380 Б применяют главным образом трехфазные конденсаторные установки с параллельным соединением конденсаторов, соединенных по схеме треугольника. Б осветительных сетях трехфазные конденсаторные установки обычно подключаются непосредственно (без выключателя) к групповым линиям этих сетей после выключателя (рис. 6,а). В силовых сетях трехфазные конденсаторные установки могут подключаться как непосредственно под общий выключатель с электроприемником (рис. 6,6), так и через отдельный выключатель к шинам распределительных щитов напряжением 380 Б (рис. 6, в, г,д).
При необходимости комплектования конденсаторной установки напряжением 380 Б большой мощности применяются секционированные схемы, состоящие из нескольких отдельных секций конденсаторных установок, которые через свой выключатель подключаются к шинам распределительного щита напряжением 380 Б.

Читайте так же:
Как разместить счетчик внизу сайта

Схемы присоединения конденсаторных установок напряжением 380 В.
б — 1с общим выключателем; в — с рубильником и предохранителем: с предохранителем и контактором; а —с автоматическим выключателем.
Конденсаторы напряжением 1,05; 3,15; 6,3 и 10,5 кВ изготовляются только в однофазном исполнении и могут соединяться в схемах конденсаторных установок как по схеме треугольника (рис. 7,а) с предохранителями индивидуальной защиты конденсаторов, так и по схеме звезды и двойной звезды (рис. 7,б,в). Благодаря появлению высококачественных материалов, синтетических хлорированных пропитывающих жидкостей и совершенствованию технологии изготовления конденсаторов промышленностью разработана единая серия (I, II, III и IV) конденсаторов с улучшенными удельными характеристиками. Для всех серий эти конденсаторы изготовляются двух габаритов: для первого — с высотой бака без изолятора 325 мм; для второго — 640 мм. Размеры основания корпуса конденсатора составляют 380 X 120 мм для напряжений 0,22—10,5 кВ. Мощность конденсатора в единице 50—100 кВАр.

Рис. 7. Схемы присоединения конденсаторных установок напряжением 3—10 кВ.
а — с выключателем и конденсаторами со встроенными разрядными сопротивлениями; б — с выключателем и трансформаторами напряжения для разряда; в — в виде двойной звезды с выкатным выключателем.
Шкала напряжений и мощности конденсаторов имеет широкий диапазон, допускающий комплектовать конденсаторные установки на различные напряжения и мощности. Конденсаторы для повышения коэффициента мощности электроустановок переменного тока частоты 50 Гц выпускаются в соответствии с ГОСТ 1282-72. Основные технические данные конденсаторов напряжением до 1000 В, частотой 50 Гц приведены в табл. 2. Основные технические данные конденсаторов напряжением выше 1000 В, частотой 50 Гц приведены в табл. 3.
Основные технические данные конденсаторов до 1000 В, частотой 50 Гц

Конденсаторы серии I

Конденсаторы серии 11

Конденсаторы серии III

Примечания: 1. ЗУЗ — конденсаторы трехфазные внутренней установки, ЗУ 1 — наружной установки.
2. Масса конденсаторов всех типов первого габарита (КС1) 30 кг, второго габарита (КС2) 60 кг.
Таблица 3
Основные технические данные конденсаторов выше 1000 В, частотой 50 Гц

Конденсаторы серии I

Конденсаторы серии III

Конденсаторы серии IV

Примечания: I. 2Уз — конденсаторы однофазные внутренней установки, 2У1 — наружной установки. 2. Масса конденсаторов всех типов первого габарита КС1 30 кг, второго габарита (КС2) 60 кг.
Для конденсаторных установок напряжением выше 10 кВ применяются схемы соединений фаз в звезду с параллельно-последовательным соединением однофазных конденсаторов в фазе. При последовательном соединении однофазных конденсаторов напряжение, приходящееся на один конденсатор, равно напряжению фазы установки, деленному на число последовательно включенных конденсаторов. Обычно это напряжение не совпадает точно с номинальным напряжением конденсаторов, поэтому при подсчете реактивной мощности конденсаторной установки необходимо учитывать отклонение фактической мощности конденсаторов от номинальных значений.
Фактическая реактивная мощность конденсатора Q, включенная в сеть с напряжением UCl отличным от номинального напряжения конденсатора U,„ определяется следующим образом, кВАр:
где QH — номинальная мощность конденсатора, кВАр.
Если конденсатор типа КМ2-10.5 номинальной мощностью 26 кВАр подключить к шинам подстанции напряжением 10 кВ. то его фактическая мощность составит, кВАр:

или соответственно 90% номинальной мощности конденсатора.
Таким образом, при установке конденсаторов необходимо учитывать фактический уровень напряжения в сети, к которой будут присоединяться конденсаторы. В условиях эксплуатации конденсаторных установок может возникнуть необходимость использовать при параллельно-последовательном соединении конденсаторы с различными напряжениями и мощностью. В этом случае необходимо соблюдать два условия:
1- При различных напряжениях и одинаковой мощности следует комплектовать конденсаторы в группы таким образом, чтобы ток во всех группах при последовательном соединении был равным и мог быть определен по формуле
где <21,2,з — номинальная мощность одного конденсатора, кВАр; mi,2,з — количество конденсаторов, включенных в группе параллельно; С/1,2,3 — номинальное напряжение конденсаторов, кВ.

Читайте так же:
Как посмотреть счетчики производительности

Рис. 8. Схемы соединений конденсаторных установок (одной фазы) при различном напряжении (о) или мощности (б) конденсаторов.

Например, необходимо скомплектовать конденсаторную установку для напряжения 6 кВ из имеющихся в наличии однофазных конденсаторов типа КМ-0,5 и КМ-1,05 мощностью по 25 кВАр в единице (рис 8,а). Проверяем ток, проходящий по группам:
2. При одинаковом напряжении, но различной мощности следует комплектовать конденсаторы в группы таким образом, чтобы мощность во всех группах была одинаковой и соответственно ток при последовательном соединении один и тот же. Количество параллельно соединенных конденсаторов в группе в зависимости от их мощности будет различно.
Например, необходимо скомплектовать конденсаторную установку для напряжения 6 кВ из имеющихся в наличии однофазных конденсаторов типа КМ-0,66 мощностью 25 и 50 кВАр в единице (рис. 8, б). Проверяем ток, проходящий по группам:

В зависимости от наличия конденсаторов и необходимой мощности конденсаторной установки могут быть и другие комбинации параллельно-последовательного соединения конденсаторов. При этом необходимо учитывать, что разнотипность в габаритах конденсаторов различной мощности и напряжения может привести к выполнению специальной нетиповой конструкции такой конденсаторной установки.
В процессе управления конденсаторной установки при отключении от сети в ней остается электрический заряд, напряжение которого примерно равно напряжению сети в момент разрыва тока. Для быстрого снижения напряжения на зажимах отключенной от сети конденсаторной установки предусматриваются специальные активные или индуктивные сопротивления, которые подключают параллельно конденсаторам. Разряд конденсаторной установки необходим также для обеспечения безопасности обслуживающего персонала, так как естественный саморазряд происходит медленно.
Схемы соединений разрядных сопротивлений в трехфазных конденсаторных установках выполняются: треугольником, открытым треугольником и звездой. Наиболее надежной схемой для установки до 1000 В следует считать соединение треугольником, так как пои обрыве одной фазы будет происходить разряд по схеме открытого треугольника во всех трех фазах.
Для конденсаторных установок выше 1000 В в качестве разрядных сопротивлений рекомендуется применять два однофазных трансформатора напряжения, соединенных в открытый треугольник, причем если для конденсаторов до 1000 В «Правила устройства электроустановок» рекомендуют в целях экономии электроэнергии работу без постоянного присоединения сопротивлений с автоматическим присоединением последних в момент отключения конденсаторов, то для конденсаторов выше 1000 В разрядные сопротивления должны быть постоянно присоединены к конденсаторам. Поэтому в цепи между сопротивлениями и конденсаторами не должно быть каких-либо коммутационных аппаратов.
При разделении конденсаторных установок на несколько секций для многоступенчатого регулирования в схемах форсировки каждая секция с отдельным выключателем должна иметь свой комплект разрядных сопротивлений.
Для конденсаторной установки, присоединенной через общий с трансформатором или электродвигателем выключатель, разрядные сопротивления не требуются, так как разрядка конденсаторов происходит через обмотки этих электроприемников. Наилучший способ разряда конденсатора, а также надежное снижение напряжения на зажимах конденсаторов при внезапных разрывах электрической цепи дает применение конденсаторов со встроенными разрядными сопротивлениями. При этом исключается необходимость установки для разряда конденсаторов трансформаторов напряжения и другой аппаратуры.
У конденсаторов со встроенными разрядными сопротивлениями на напряжение 380 В сопротивления устанавливают снаружи между выводами конденсатора. У конденсаторов на напряжения 3—6—10 кВ ввиду отсутствия малогабаритных сопротивлений, рассчитанных на высокое напряжение, разрядное сопротивление устанавливают внутри верхней части бака конденсатора и присоединяют параллельно выводам.
Значение разрядного сопротивления R, Ом, определяется по формуле

где V<t — фазное напряжение сети, кВ; Q — мощность конденсаторной установки, кВАр.
Величина капитальных затрат на конденсаторную установку определяется мощностью, напряжением, наличием автоматического регулирования, типом распределительных устройств, используемых при подключении установки в электрической сети. С увеличением мощности конденсаторной установки удельные характеристики снижаются, так как стоимость и монтаж коммутационной, защитной, измерительной и разрядной аппаратуры, а также вводных ячеек и аппаратуры автоматического регулирования почти не зависят от мощности конденсаторной установки.
Для специальных конденсаторных установок различных напряжений стоимость их определяется в зависимости от конкретной схемы и конструкции установки.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector