Upload
hoangdiep
View
218
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
Blindleistungskompensation Niederspannung
1 Auswahlschemen
2 MKK-Leistungskondensatoren4RB5
3 UnverdrosselteFestkompensation4RD5
4 UnverdrosselteKleinregeleinheiten4RY
5 UnverdrosselteBlindleistungs-Regeleinheiten4RY
6 UnverdrosselteKondensatorbaugruppen4RY57
7 VerdrosselteBlindleistungs-Regeleinheiten4RF1/2
8 SpeziellverdrosselteBlindleistungs-Regeleinheiten
4RF3/4mitTonfrequenzsperrung<250Hz
9 VerdrosselteKondensatorbaugruppen4RF5
10 VerdrosselteFestkompensation4RF6
11 Blindleistungsregler,Reglerbaugruppen4RY67/68
12 Zubehör
13 Anhang
Blindleistungskompensation Mittelspannung
14 MittelspannungEinzelkomponenten
15 MittelspannungRegelanlagen
Inhalt
KompensationsanlagenfürMittelspan-nungwerdenoftzurFestkompensationvonMotorenoderalsRegelanlagefüreineGruppevonMittelspannungsantriebenbenutzt. In einemkomplexenBetriebkannaucheine,überderNiederspannungangeordnete,zentraleMittelspannungs-kompensationdencosφdeskomplettenBetriebesweiteranheben.
Eine sichere Sache – Schutz von Kondensatoren und Kondensator-batterie
Steht bei Motoren, Transformatoren,Stromrichtern,LeitungenundKabelneinvorbeugenderSchutzderBetriebsmittelvorbleibendenBeschädigungenimVorder-grund,sogehtesbeiKondensatorenumdieEingrenzungvonSchadensauswirkungenaufdieUmgebung,hauptsächlichinHin-blickaufÜberströmeundÜberspannungen.
EineMittelspannungskompensationbestehtimWesentlichenaus:
KondensatoreninIP00bzw.gekapseltenKondensatoreninIP55,
Sicherungen,SchützeundBlindleistungsregler.
SieistauchalsungeregelteFeststufeerhältlich.
Wissenswertes rund um „Power Quality“Mittelspannungskompensation
Grafik 1PrinzipaufbauSchrankfeld
DasAbschmelzenvonWickelsicherungenerfolgtnichtwiebeiNiederspannungs-KondensatorendurchdieNetzenergie,sonderndurchgespeicherteEnergiederparallelliegendenWickel.DurchdiegroßeWickelanzahlergibtsichbeimAnsprecheneinerWickelsi-cherungeineKapazitätsänderungvonnuretwa2%.GrundsätzlichwirdjedesWickelelementbeidpoligmitSicherungenausgestattet.
FunktionierendeWickelsicherungenverlängerndieNutzungsdauervonLeistungskondensatoren-Betriebsstörungenwerdenvermie-den.MitfortschreitendemAlterderKondensatorenbestehtjedoch
Spannung – Überstrom und Überspannungsschutz
EinfürKondensatorenausreichenderÜberspannungsschutzer-folgtinderübergeordnetenSchaltanlage.EinzusätzlicherSchutzstelltimFalleeinerMotor-FestkompensationderÜberspannungs-begrenzerdar.ImFalleeinerStromüberlastbestehtdieGefahrvonRückzündungenmitsehrhohenSpannungenbishinzuoffenenLichtbögen.MODLlegtausdiesemGrundedieSicherungimFalleunverdrosselterKondensatorenfürden1,6fachenKondensator-nennstromaus.
dieGefahr,dassSicherungennichtmehransprechenkönnen.AusdiesemGrundeempfiehltsicheineÜberprüfungderKapazitätinregelmäßigenAbständen(ca.1-2Jahre).AuchexterneSicherungenalsSchutzeinrichtungkönnenmöglicheDefekte(Gasbildung,Platzen)nichtvollständigvermeiden.MODLempfiehltdaher,dieKondensatoranlagemiteinemUnsymme-trieschutzzuüberwachen.WeiterhinerhöhenHCR-Sicherungen,Temperaturüberwachung,eineVerdrosselungundderEinbauderAnlagenineinentsprechendesGehäusesowohlBetriebs-alsauchPersonensicherheit.
Wissenswertes rund um „Power Quality“Mittelspannungskompensation
Grafik 2KondensatorenmitintegrierterUnsymmetrie-schutzschaltung
Grafik 3Schaltbild
Verdrosselte Kompensation
DenEinbauverdrosselterKondensatorenempfiehltMODLüberalldort,woderAnteiloberschwingungserzeugenderVerbraucher(Stromrichteranteile)mehrals15%derGesamtlastbeträgt.EinweitererGrundstelltdieVermeidungvonNetzresonanzendar.WiedienormalenKondensatorenwerdenauchdieverdrosseltenKondensatorenentsprechenddemBlindleistungsbedarfderVer-braucherausgewählt.VerdrosselteKondensatorenbildeneinen
DasNetzwirdnichtnurvoninduktiverBlindleistung,sondernauchvonOberschwingungenentlastet.DieswiederumhateinenachhaltigeVerbesserungderEnergiequalitätzurFolge.
Reihenschwingkreis,dersoabgestimmtwird,dasseineResonanz-frequenzfRunterhalbder5.Oberschwingung,d.h.250Hzliegt.Da-durchwirddieKompensationseinheitfüralleimStromrichterstromauftretendenOberschwingungen≥250Hzinduktiv,sodasskeineResonanzindiesemFrequenzbereichmöglichist.WeiterhinfließteinTeildervonStromrichternerzeugtenOberschwingungsströme,vorallemStrömeder5.HarmonischenindieKompensationseinrichtung.
Wissenswertes rund um „Power Quality“Mittelspannungskompensation
Grafik 4PrinzipaufbauverdrosseltesSchrankfeld
Mittelspannungskompensation
Leistungskondensatoren 4RH5
Drosseln
Unsymmetrierelais zur Überwachung von
Umweltfreundliche, All-Film Technologie(Polypropylen- und Aluminiumfolie)
50 bis 1000 kvar pro Kondensator, PCB-frei, Impräg-niermittel, hochwertiges Imprägnieröl
Lieferbar für weltweit verwendete Netznennspan-nungen
Sicherheit durch interne Wickelsicherungen und Über-druckwächter, hohe Schaltfestigkeit, Selbstheilung und geringe Verlustleistung
Komplett vakuum-druckimprägniert, in Polyester-harz der Klasse H und im Ofen ausgehärtet
Dreiphasig mit Eisenkern und Luftspalt, PolyGapTMcore structure
Anschlüsse in Flachkupfer
Für Innenraumaufstellung in IP00 mit Luftselbstkühlung
nach IEC 60076
Thermofühler auf dem Kern, am mittleren Schenkel
internen Fehlern
Mittelspannungskondensatoren bestehen intern auseiner Reihen- und Parallelschaltung vieler Konden- satoren. Dies dient zur Erreichung der Spannungsfes- tigkeit und der nötigen Leistung.
Durch den Ausfall eines dieser Kondensatoren ent-stehen intern Überlastungen.
Diese Überlastungen heizen den Kondensator undbesonders seine Ölfüllung auf.
Hohe Kapazitätskonstanz, wichtig besonders bei verdrosselten Einsatz. Der Kapazitätsabbau ist überdie Kondensator-Lebensdauer nahezu vernachlässigbar
Hohe Strombelastbarkeit, bis 1,3 mal Bemessungs-strom als Reserve für Netzspannungschwankungen und vorhandene Netzoberschwingungen
Gehäuse aus Edelstahl
Hohe Temperaturklasse -25/D, max. Umgebungstem-peratur am Kondensator bis +55 °C
Ausgelegt als Filterkreisdrossel entsprechend denvorgegebenen Netzverhältnissen
Montiert auf Schwingmetallen
Drosseln enthalten im Wesentlichen Stahl, Aluminium,Kupfer und Isolationsstoffe. Sie enthalten keine Stoffe nach der Chemikalien-Verbots-Verordnung wie Quecksilber, Asbest, PCB, und chlorierten Kohlenwasserstoffe
Eine Entzündung oder Explosion des heißen Öls führtzur Beschädigung der gesamten Anlage und des Gebäudes.
externen Einflüssen
Überspannung, Oberwellen und hohe Umgebungs- temperaturen belasten die Kondensatoren.
MittelspannungskompensationEinzelkomponenten
14 Anwendungsbereich 57 Aufbau 58 TechnischeDaten 59 Typenprogramm 60
57
Anwendungsbereich
Mittelspannungs-LeistungskondensatorenwerdeninFeststufenundinBlindleistungs-Regeleinheiteneingesetzt.KondensatorenfürunverdrosselteBlind-leistungskompensationsindausschließlichfürNetzemitStromrichterlast<15%anderGesamtlasteinzusetzen.SiesindnichtgeeignetbeiNetzrückwirkungendurchTaktfrequenzen.KondensatorenmitAb-deckhaubekönnenalsFestkompensationdirektamVerbraucheraufgestelltwerden.
Aufbau
EinKondensatorenthälteineVielzahlvoneinzelnenKondensatorelementen(beste-hendausPolypropylen-undAluminium-folie)diedannzueinerKondensatorein-heitzusammengebautwerden.EinzelneWickelgruppenwerdeninReihegeschal-tet,umeinzelneBechermitbiszu12kVNennspannungherstellen zu können.ZumSchutzerhältjedesKondensatoren-ElementeineeigeneinterneSicherung,diebeieinemDurchschlagdiesesElementabschaltenkann.Hierbeiwirddasüberlas-teteoderschadhafteElementvomNetzgetrennt.DerKondensatorverliertdabeietwasanKapazität,kannjedochnochsi-cherweiterbetriebenwerden.Alszusätz-licheSchutzeinrichtungwirdnocheinÜber-druckwächterangeboten.BeiÜberschrei-tungeinesvorgeschriebenenGrenzwerteskannsomittelsSignalkontaktabgeschaltetwerden,bevordasGehäuseaufplatzt.InVerbindungmitdemKondensatorvorge-schalteten,strombegrenzendenSicherun-genwirdhierdurcheinvollwertigerSchutzerzielt.ZurEntladunghabendieKonden-satoreneingebauteEntladewiderstände,diedieSpannunginnerhalbvon10minauf75Vreduzieren.
Technische Daten
Bestimmungen
Strombelastbarkeit
ZulässigeSpannungserhöhungüber12htäglich
Verschaltungintern
Verlustleistung-andenKlemmen-imDielektrikum
UmgebungstemperaturnachTemperaturklasseD
InnenraumFeuchteklasse
Kapazitätstoleranz
EinbaulagederKondensatoren
Schutzart
Außen-Aufstellung
Aufstellungshöhe
Anschlussart
Anziehdrehmoment
StatistischeLebensdauer
Entladewiderstände
Wickelsicherungen
Überdruckwächter
EN60871-1;IEC60871-1
Ieffca.1,3xINUN+10%
Einphasig1~oderDreiphasig3~
<0,015%=0,15W/kvar<0,01%=0,1W/kvar
–25bis+55°C,kurzzeitigmax.+55°CMittelwertüber24h,max.+45°CMittelwertüber1Jahr,max.+35°C
F
-5bis+10%
stehend
IP00oderinIP54bzw.IP55
IP55-Ausführung
über1000müberNNaufAnfrage
BolzenmitM12,amIsolator
istabhängingvomAufstellungsortbzw.vomverwendetenIsolator
biszuca.20JahrenjenachBetriebs-bedingungen
intern
intern
Zubehör
MittelspannungskompensationEinzelkomponenten - Leistungskondensatoren 4RH5Anwendungsbereich – Aufbau – Technische Daten
14
58
Kondensatoren für Innen- und Außenaufstellung
DieStandard-GehäuseausEdelstahlsindmiteinemzweifachenFreiluft-Anstrichversehen.AlleKondensatorenhabenPorzellan-Durchführungen–fürAußenaufstellungsinddiesevoneinerHaubeinIP55abgedeckt.HiererfolgtdieKabeleinführungseitlich.
Kondensatoren 1~ 50 HzInnenraumoderAußenaufstellunginIP00bzw.IP55
7.2 kV 200-1000kvar12 kV 200-1000kvar
Kondensatoren 3~ 50 HzInnenraumoderAußenaufstellunginIP00bzw.IP55mitinternenSicherungen,ÜberdruckwächterundEntladeeinrichtung
3 kV 50-800kvar3.3 kV 50-800kvar5 kV 50-800kvar5.5 kV 50-800kvar6 kV 50-800kvar6.3 kV 50-800kvar6.6 kV 50-800kvar10.5kV 50-300kvar11 kV 50-300kvar
Kondensatoren 3~ 60 Hz in IP00 bzw. IP55
2.4 kV 50-800kvar3.45kV 50-800kvar4.16 kV 50-800kvar
Kondensator-Bänke für 3 ..35 kV, > 1MvarDieKondensatorensindineinemRahmenmontiertundfertigverkabelt.DieÜberwachungderinDoppelsterngeschaltetenKondensatorenerfolgtz.B.miteinemUnsymmetrierelais.FürInnen-oderAußenaufstellunginIP00.
MittelspannungskompensationEinzelkomponentenTypenprogramm Leistungskondensatoren 4RH5
14
59
Einschaltdämpfungsdrossel
ZurReduzierungderEinschaltströmeeinerKondensatorbankodereinesmitSchützgeschal-teten,unverdrosseltenKondensatorskanneineDämpfungsdrosselvorgeschaltetwerden.
Standardssind100,200,500oder1000mHsowie65,100,160,200oder250A.FürInnenoderAußenaufstellung,IP00,<12kValsEisendrossel.
Filterkreisdrosseln mit Luftspulen oder Eisenkern. Für verdrosselte Anlagen oder Filterkreise
DieDrosselkann2Funktionenhaben.Als14%-DrosselverhindertsieimFrequenzbereich<200HzdieAbsaugungdesTonfrequenz-Sendesignals.Odersiekannals5,67%-oder7%-DrosselOberschwingungenreduzieren.GanzgezieltalsabgestimmterFiltereinge-setztisteineweitereVariante.ImAußenbereichwerdenLuftspulenverwendet.
LuftspulefürAußenaufstellung
Einschaltdämpfungsdrossel
ImInnenbereichbis12kVSpulenmitEisenkern
MittelspannungskompensationEinzelkomponentenTypenprogramm Drosseln
14
60
Beispiel für ein Unsymmetrierelais
FürStromwandler:1bzw.5A Hilfsspannung:207-253VAC
80–132VDC Verbrauch:1VA Relaisfürmax.250V/5AAC,30V/3ADC
2Wechsler,4Schliesser,potentialfrei Messung:0,02–1Abzw.0,05–5A
Wandlerfaktor1-10000 Betrieb:0…+70°C Option:RS485Modbus-Schnittstelle Abm.:144x144x58mm(BxHxT) Schutzart:FrontIP54,RückseiteIP20
EinKondensatorschutzrelaiswirdverwendet,umKondensatorbänkeinNieder-undMittelspannungsnetzenzuüberwachen.SteigteinüberwachterWertineinemMaßean,dassGefahrfürdenKondensatorbesteht,mussdiesersofortvomNetzgetrenntwerden.DasGerätbesitzteinegroßeFlüssigkristall-Anzeige(LCD),welcheeinleichtesAblesenderMesswerteundEinstellungenermöglicht.EineHintergrundbeleuchtungerlaubtdieBenutzungauchunterschlechtenLichtverhältnissen.DieSteuerungerfolgtübervierBedienelemente,welcheeineeinfacheundintuitiveBedienungdesGerätesermöglichen.
MittelspannungskompensationEinzelkomponentenTypenprogramm Unsymmetrie-Schutz & Wandler
Wandler…
siedienenderErfassungderStrömeimSternpunktundwerdenals
Zubehörangeboten–siekönnenaberauchanKondensatorbänken
direktmiteingebautwerden.
14
Anwendungsbereich 62 Aufbau 62 TechnischeDaten 62 TypenprogrammRegeleinheiten 63
Stromkosten sparen, Transformatoren und Anschluss-
kabel entlasten, Übertragungsverluste reduzieren
durch den Einsatz von Blindleistungs-Regeleinheiten 4RH
Teilweise Filterung von niederfrequenten Ober-
schwingungsströmen (bei verdrosselten Anlagen)
Geregelte Zentralkompensation, anschlussfertig für
Netze mit linearen oder nichtlinearen Lasten
unverdrosselt mit Einschaltdämpfungsdrossel
verdrosselt mit 5,67%, 7% oder 14%-Drossel
In metallgekapselter Ausführung nach EN-62271-200
für Innenraumaufstellung mit Störlichtbogen geprüf-
tem Schaltschrank oder in offener Bauweise – auch
für Außenaufstellung geeignet, mit Luftdrosselspulen
Umfangreiches Typenspektrum, verschiedene
Gehäusevarianten, natürliche Schrankklimatisie-
rung bzw. fremdbelüftet
Zwangsbelüftung bei verdrosselten Anlagen
Lieferbar für weltweit verwendete Netznennspan-
nungen, Schrankanlagen bis 12kV
Leistungen von 50 bis 5000 kvar pro Einheit
Ausbaubar je nach Stufenzahl mittels Grund- und
Erweiterungseinheiten
MittelspannungskompensationBlindleistungs-Regeleinheiten 4RH5
15
62
Anwendungsbereich
AnlagenmitSchaltschrankkönnenzurEinzelkompensationoder zumAufbauvonkomplettenRegelanlagenverwendetwerden.KondensatorenfürAußenaufstellungwerdeninGerüstbauweisemontiert.InverdrosselterAusführungwerdendannLuftdrosselspulenverwendet.JenachOberschwingungsspan-nungundvorhandenerTonfrequenzkanndieAnlageunverdrosseltoderverdrosseltausgeführtwerden.BeträgtderAnteilnichtlinearerLasten>15%,soempfiehltsicheineVerdrosselungderAnlagen.
Aufbau
SchrankanlagenwerdenanschlussfertiginStörlichtbogen-geprüftenStahlblech-schränken mit Lüf tungsöf fnungen inSchutzartIP40geliefert.SiekönnenbeiBedarfzueinerRegelanlagekombiniertwerden.AlsGrundeinheitwirddazueineAnlagemitBlindleistungsreglergewählt.DieeinzelnenSchaltschränkeenthalten: Vakuumschütz HH-Sicherungen Leistungskondensatoren Filterkreisdrosseln(beiBedarf) Einschaltdämpfungsdrossel(beiBedarf) KugelanschlussbolzenzurErdung Niederspannungsfachggf.mitRegler LüfterbeiBedarf TürkontaktzurAbschaltung
FreiluftanlagenbestehennurausdenEinzelkomponentenKondensatorenundggf.Luftdrosselspulen.
JenachGrößederKondensatorbatteriekannnocheineSymmetrieüberwachungodereinSternpunktvergleichsschutzmitvorgesehenwerden.
Technische Daten
Bestimmungen
Strombelastbarkeit
ZulässigeSpannungserhöhungüber12htäglich
Verschaltungintern
Verlustleistung-Kond.andenKlemmen-Kond.imDielektrikum-Filterkreisdrossel
Umgebungstemperatur-Innenraum-AußenaufstellungnachTemperaturklasseD
InnenraumFeuchteklasse
Außen-Aufstellung
Schaltschrank
Aufstellungshöhe
StatistischeLebensdauer
Entladewiderstände
Wickelsicherungen
ÜberdruckwächterUnsymmetrieschutz
Blindleistungsregler
EN62271-200fürSchrankanlagen
Ieff=1,3xIN
UN+10%
Einphasig1~oderDreiphasig3~
<0,015%=0,15W/kvar<0,01%=0,1W/kvarzwischen1,5und4W/kvar
-25bis+35°C,-25bis+55°C,Mittelwertüber24h,max.+45°CMittelwertüber1Jahr,max.+35°C
F
IP00-Ausführung
IP40
über1000müberNNaufAnfrage
Biszuca.20JahrenjenachBetriebsbedingungen
intern
intern
Zubehör
fürWandler../1Aoder…/5ASteuerspannungVersorgungsspannung110V-oder230V~Messspannung50-530V
MittelspannungskompensationBlindleistungs-Regeleinheiten 4RH5Anwendungsbereich – Aufbau – Technische Daten
15
63
Blindleistungs-Regelanlagen (bis 12 kV)
SchutzartIP40(IP42) mitEinschaltdämpfungsdrosselnoder mitFilterkreisdrosseln5,67%oder7% 250bis2000kvarjeSchaltschrank
Mechanischer Aufbau
Störlichtbogen-geprüfterSchaltschrank KlappenfürdieStörlichtbogen-DruckenlastungimDachblech LüftungsschlitzeinderTürundimDach verdrosselteAnlagenhabeneinenDachlüfter Tür-Linksanschlag AnschlussstellenzurErdung
Elektrischer Aufbau
AnschlusspunktfüreineKabeleinspeisungvonunten Kupfer-Sammelschiene,wenndieAnlagealsRegelanlageaufge-bautwird
RegelanlagenbestehenauseinerGrundeinheitmitRegler,ErweiterungseinheitenundeinemEndfeld
Hochspannungssicherungen LeistungskondensatorenmitDruckwächter Blindleistungsregler SiemensVakuum-Schütz Überspannungsableiterkönneneingebautwerden,wenndieAn-lagezurMotor-Festkompensationverwendetwird
EinschaltdämpfungsdrosselnbeiunverdrosseltenAnlagen FilterkreisdrosselnaufSchwingmetallenmontiert ÜberwachungseinrichtungenThermostateundTemperaturschalter TürkontaktfürSicherheitsabschaltung
Betriebsarten
DieSteuerungderAnlageerfolgtüberdenintegriertenBlind-leistungsreglerimHandoderAutomatikbetrieb.DerReglerschaltetautomatischdiebenötigteKondensatorleistungzu.
Ausführung als schaltbare Festkompensation:
DieseAusführungunterscheidetsichzurgeregeltenAnlageda-durch,dassderBlindleistungsreglerdurcheinZeitrelaisersetztwirdunddieAnsteuerungvonExternerfolgt.DasZeitrelaisstelltdieausreichendeEntladungvorerneutemZuschaltensicher.
SchrankanlagenzurFestkompensationoderalsGrundeinheitundErweiterungseinheitfürRegelanlagen.
verdrosselt5,67%,7%oder14% unverdrosseltmit/ohneEinschaltdämpfungsdrossel
3 kV 50-800kvar3.3 kV 50-1100kvar5 kV 50-1600kvar5.5 kV 50-1800kvar6 kV 50-2000kvar6.3 kV 50-2100kvar6.6 kV 50-2200kvar10.5 kV 50-3500kvar11 kV 50-3500kvar
MittelspannungskompensationBlindleistungs-Regeleinheiten 4RH5
15
Grafik 5Schrankansicht