Инсталация и защита на кондензаторни банки в инсталации ниско напрежение

В електрическите инсталации ниско напрежение кондензаторните банки могат да бъдат инсталирани на три различни нива: глобално (global), сегментно или групово (segment or group) и индивидуално (individual or single).

Глобална инсталация
Този тип инсталация предполага едно компенсиращо устройство за реактивна мощност за всички захранващи линии в подстанцията. Такова решение свежда до минимум общата реактивна мощност, а факторът на мощността може да бъде поддържан на желаното постоянно ниво посредством автоматична система за регулиране. Този метод на компенсация изисква кондензаторните банки да разполагат с широк диапазон за регулиране на мощността, който да може да бъде отчетен чрез 24-часови измервания в точката на инсталация на прекъсвача.

Предимства на този тип инсталация
-    не се заплаща реактивна енергия
-    това е най-икномичното решение, тъй като мощността е концентрирана в една точка и коефициентът на компенсация позволява оптимизиране на кондензаторните банки;
-    налице е по-малко натоварване на трансформатора.

Недостатъци
-    загубите в кабелите (RI2) не се намаляват;
-    този тип инсталация не е особено подходяща за големи електрически системи, особено когато разстоянието между източника и нелинейните приемници е голямо. Колкото по-голямо е то, толкова по-големи загуби в преносната система се допускат.

Сегментна (групова) инсталация
Сегментната инсталация на кондензатори предполага компенсиране на сегмент от товари, свързани към една и съща КРУ. Кондензаторната банка обикновено се управлява от базиран на миропроцесор регулатор на фактора на мощността. В допълнение, сегментната инсталация изисква предвиждане на защита на кондензаторните банки. Те могат да са свързани към събирателни шини, които захранват група от товари.

Предимства на този тип инсталация
-    не се заплаща реактивна енергия;
-    по-малко натоварване на захранващите линии и по-малко загуби на енергия под формата на топлина (RI2)
-    по-малко натоварване на трансформатора;
-    счита се за икономичен вариант.

Недостатъци
-    приложима главно за промишлени инсталации.

Индивидуална инсталация
При този тип инсталация кондензаторите се свързват директно към изводите на устройството, при което трябва да бъдат компенсирана реактивната енергия. Това решение спомага за свеждане до минимум на натоварването на електрическата мрежа, тъй като реактивната мощност се генерира при изводите на устройствата. При индивидуалното свързване не се изискват допълнителни контролни устройства, тъй като кондензаторните банки се включват и изключват заедно с устройството.

Предимства на този тип инсталация
-    не се заплаща реактивна енергия;
-    от техническа гледна точка това е идеалното решение, тъй като реактивната енергия се генерира в точката, в която се консумира. Загубите на енергия под формата на топлина (RI2) се намаляват във всички линии;
-    по-малко натоварване на трансформатора.

Недостатъци
-    кондензаторите не се активират и използват, когато захранващите товари не работят;
-    това е най-разходоемкото решение, тъй като изисква най-голям брой инсталации на кондензатори.

Защита и свързване
При товари с ултрабързи работни цикли (например заваръчни машини) конвенционалните методи за комутация на кондензатори (с електромеханични контактори) не са подходящи. В такива системи са необходими бързо превключващи компенсиращи уредби (high-speed switching compensation systems) с полупроводникови (твърдотелни) контактори.

Токът на превключване на един кондензатор зависи от:
-    мощността на кондензатора;
-    мощността на късо съединение на захранващата мрежа, към която е свързан;
-    дали в системата вече са свързани и активирани други кондензаторни банки.

В такива инсталации е препоръчително да се използват бързосработващи устройства - превключватели, контактори и т. н. На пазара са достъпни специални модели, предназначени за комутация на кондензаторни банки. Контакторите за автоматично управляеми кондензаторни банки разполагат с допълнителни полюси, комбинирани серийно с резистори за предварително натоварване, които ограничават пусковия ток по време на активирането.

Защита
В допълнение към вътрешните защитни устройства и технологии, вградени в кондензаторите (самовъзстановяващо се метализирано фолио, вградени предпазители, устройства за изключване при претоварване), е от изключителна важност да се предвиди и външно предпазно устройство. Това може да е или прекъсвач (термо- или магнитно реле) или HRC предпазител.