dnes je 27.5.2024

Input:

Kompenzační prostředky

17.3.2010, , Zdroj: Verlag Dashöfer

6.12.6
Kompenzační prostředky

Ing. Vítězslav Šťastný, CSc. a kolektiv

Statické kondenzátory

Nejpoužívanější kompenzační prostředky jsou statické kondenzátory, které mají oproti jiným řadu výhod. Jsou to např. přijatelně nízká cena, malé rozměry, tvarová variabilita, nepatrná údržba, malá náročnost na prostředí a především nemají rotační části, které vyžadují trvalou obsluhu.

Mají i svoje nevýhody, jako např. po jejich vypnutí zůstává v nich elektrický náboj, který se v krátkém časovém období vybije, avšak po dobu vybíjení je na svorkách kondenzátoru zbytkové napětí, odpovídající zůstatkovému elektrickému náboji.

Je třeba jak při návrhu, realizaci a provozu kompenzačních prostředků, tak i při jejich výrobě respektovat znění ČSN a evropských norem. Při potřebě dalších informací odkazujeme na různé firemní informace.

Kompenzovat indukční výkon lze i rotačními stroji na bázi generátorů, ale ty mají řadu nevýhod, z nichž nejvýznamnější jsou vysoká pořizovací cena, vysoké náklady na provozní údržbu, nároky na prostředí, nárok na prostor apod.

Jednotlivá (individuální) kompenzace

Při tomto způsobu kompenzace indukčního výkonu připojujeme kompenzační prostředek přímo k motoru pracovního stroje. Kondenzátor se obvykle postaví co nejblíže k elektrickému motoru tak, aby co nejméně negativně ovlivňoval obsluhu, při dodržení všech norem a předpisů.

Je to nejúčelnější způsob kompenzace indukčního výkonu, i když je z hlediska pracnosti i její realizace náročnější než jiné způsoby kompenzace. Předností tohoto způsobu kompenzace je odlehčení celé napájecí cesty od svorek pracovního stroje směrem ke zdroji, a hlavně nepotřebuje žádnou regulaci. V další stati uvádíme konkrétní příklad řešení jak provozovat přetížené napájecí vedení kompresorovny.

Při individuální kompenzaci je možno statický kondenzátor připojit buď přímo do svorkovnice motoru (Individuální kompenzace indukčního motoru, obr. a), nebo do jeho stykače na svorky, které při vypnutí stykače zůstávají bez napětí (Individuální kompenzace indukčního motoru, obr. b).

Obr. Individuální kompenzace indukčního motoru

  1. statický kondenzátor připojen na svorky motoru

  2. statický kondenzátor připojen na svorky stykače

U elektrických asynchronních motorů obvykle individuálně kompenzujeme pouze jeho indukční, jalový výkon při chodu naprázdno, jen u větších motorů, kde nemůže dojít k chodu naprázdno, lze hodnotu zvýšit. Je to např. u motorů pohánějících kompresory a všude tam, kde pracovní stroj je přímo pevně spojen s pohonem.

V tab. 1. uvádíme orientační hodnoty pro kompenzaci indukčních motorů. Obecně a zjednodušeně se můžeme řídit pravidlem, že lze kompenzovat kondenzátorem o kapacitním výkonu, který se rovná 30 % jmenovitého výkonu motoru.

Tab. 1. Orientační výkony statických kondenzátorů pro individuální kompenzaci indukčních motorů

Výkon motoru kW 3 4 7,5 11 15 20 30 37 50 75 100
Otáčky <1000 /min kVAr 1 2 3 5 7 9 12 14 18 25 33
Otáčky> 1000 /min kVAr 1 2 3 4 5 7 10 12 15 20 24

Stejně tak jako indukční motory, můžeme individuálně kompenzovat také transformátory.

U transformátorů kompenzujeme jenom jejich jalový výkon naprázdno, aby nikdy nemohlo dojít k překompenzování. V tab. 2. uvádíme orientační hodnoty pro kompenzaci nejběžnějších druhů transformátorů

Tab. 2. Orientační výkony statických kondenzátorů [kVAr] pro individuální kompenzaci nejběžnějších druhů transformátorů

                                 
Výkon transformátoru [kVAr] Transformace 22/0,4 kV Transformace 35/0,4 kV
Orientované plechy Neorientované plechy Orientované plechy Neorientované plechy
303
505
756
100 3 7 4 8
160 4 10 4 12
250 5 15 6 17
400 6 22 7 26
630 8 32 8 38
1000 10 50 11 57
1600 12 77 13 88
2500 2222
4000 2727
6300 3535
10000 4545

Kondenzátory jsou již z výroby opatřeny tzv. vybíjecími odpory, které zajistí spolehlivé vybití elektrického náboje kondenzátoru při jeho vypnutí. Tyto odpory však po celou dobu připojení kondenzátoru odebírají sice nepatrnou, ale přece jen elektrickou energii. Proto při individuální kompenzaci nemusí kondenzátory vybíjecí odpory obsahovat, protože je spolehlivě zajištěno vybití elektrického náboje přes vinutí motoru nebo transformátoru.

Samostatnou skupinou jsou zářivková a výbojková svítidla, která jsou pro svoji funkci vybavena tlumivkami, a proto také jejich účiník bez kompenzace je velice nízký. Proto česká norma požaduje jejich kompenzaci a to již při výrobě. Dnešní zářivková a výbojková svítidla mají již garantovaný účiník cos φ = 0,95.

Skupinová kompenzace

Skupinová kompenzace se většinou používá u průmyslových výrobních linek, kdy celá linka je buď v provozu, anebo je v klidu. Zde je výhodnější nekompenzovat drobné pohony linky individuálně, ale stanovit náhradní kapacitní výkon kondenzátoru výpočtem, případně měřením. Odebírá-li linka v průběhu své činnosti proměnný výkon, navrhuje se kompenzace na nejnižší výkon v procesu pracovního cyklu. Při takové skupinové kompenzaci je třeba zajistit, aby se statické kondenzátory připojily k pracovní lince stykačem S 1 až po naposled spouštěném motoru linky a vypnuly před ukončením činnosti linky, tedy odpojením jejího prvního motoru. Schematické zobrazení takové kompenzace ukazuje obr. "Příklad skupinové kompenzace pracovní linky“.

Pokud individuální kompenzaci z nějakých vážných příčin nelze realizovat, můžeme rovněž použít skupinové kompenzace, jak uvádíme v následujícím případě.

Průmyslový podnik sestává celkem z několika budov nebo z několika energeticky spolupracujících celků vzájemně na sebe navazujících, pak je možné rovněž s úspěchem realizovat skupinovou kompenzaci, jak schematicky uvádíme v obr. "Skupinová kompenzace ve výrobním závodě“.

Obr. Příklad skupinové kompenzace pracovní linky

Průmyslový závod má celkem čtyři výrobní haly a v hale tři se vybudovala skupinová kompenzace.

Nahrávám...
Nahrávám...