 |
Высоковольтные
конденсаторы АВВ
От отдельной установки до комплексного проекта
Более 70 лет АВВ производит силовые конденсаторы и системы на их основе, создавая как отдельные установки, так и полные комплексные проекты. Интенсивные исследования, применение современных материалов и постоянное совершенствование технологий позволяют изготавливать конденсаторы самого высокого качества. Причем конденсаторная технология затрагивает не только сами конденсаторы, но и связанные с ними процессы производства и вспомогательные устройства.
Сегодня
подразделение
ABB Capacitors,
находящееся в
г. Лудвика (Швеция), полностью отвечает за весь бизнес
в области
конденсаторов
в группе АВВ.
Ассортимент выпускаемой продукции
перекрывает все основные типы конденсаторных устройств для промышленного
применения:
- высоковольтные шунтирующие конденсаторные батареи (Qbank);
- фильтры гармоник (CHARM);
- устройства последовательной компенсации;
- системы статической компенсации (SVC и SVC Light);
- устройства для высоковольтных систем постоянного тока (HVDC);
- емкостные делители напряжения.
Qbank,
шунтирующие конденсаторные батареи
Шунтирующие конденсаторы (конденсаторные батареи), установленные в передающих и распределительных сетях, увеличивают пропускную способность, уменьшают потери, улучшают коэффициент мощности (cos j) и повышают качество электроэнергии. Принципиально данный тип конденсаторных батарей может быть спроектирован и изготовлен для различного уровня напряжения и мощности.
Более дорогим решением является установка последовательных конденсаторных батарей, которые не только позитивно влияют на напряжение и баланс реактивной мощности, но и обладают свойством мгновенной саморегуляции (автоматическая стабилизация напряжения сети), т.к. при прохождении тока нагрузки через конденсатор падение напряжения на нем будет варьироваться пропорционально току. | | 
Шунтирующая конденсаторная батарея, 4x40 МВар, 22 кВ, Норвегия |
CHARM, высоковольтные фильтры
Многие нагрузки в электрических сетях, такие как преобразователи, выпрямители, сварочное оборудование и дуговые печи, генерируют гармоники. В результате этого увеличиваются потери и возрастает риск повреждения электронного оборудования. Фильтры гармоник позволяют решить эту проблему путем уменьшения содержания гармоник в сети, а также улучшают коэффициент мощности (cos j) за счет генерирования реактивной энергии.
Высоковольтные фильтры АВВ типа CHARM созданы на основе конденсаторной батареи, подсоединенной последовательно с реактором и иногда также с демпфирующим резистором. Фильтр формирует последовательную резонансную цепь для данной частоты (настраиваемая частота), что означает минимальное полное сопротивление для настраиваемой частоты. В результате токи частот на настраиваемой частоте будут проходить через фильтр в режиме короткого замыкания. При помощи фильтра может быть достигнуто уменьшение содержания гармоник в токе на 50-100% в зависимости от настраиваемой частоты. | | 
Фильтр 5-й гармоники, 36 МВар,
145 кВ, Швеция
Фильтр гармоник типа CHARM |
Силовые конденсаторы для HVDC
Силовые конденсаторы – важная часть систем постоянного тока (HVDC), обеспечивающая фильтрацию гармоник и снабжение реактивной мощностью. АВВ для HVDC использует технологию самозащиты конденсаторов, которые могут быть изготовлены либо по «беспредохранительной» технологии (патент АВВ), либо иметь внутренние предохранители. Конденсаторы с самозащитой имеют важное преимущество там, где нужна повышенная надежность, особенно в системах HVDC. | | 
Система HVDC,
Балтийский кабель, Швеция |
SVC и SVC Light,
системы статической компенсации
Тиристорные системы статической компенсации (SVC и SVC Light) используются для коммутации и управления конденсаторами и реакторами, в результате чего достигается коммутация без переходных процессов и непрерывное регулирование реактивной энергии. SVC системы в передающих сетях увеличивают их пропускную способность, улучшают качество напряжения и демпфируют колебания мощности, вызванные повреждениями в сетях или коммутациями больших нагрузок в смежных системах. | | 
Система статической
компенсации реактивной мощности (SVC), ± 200 МВар, 300 кВ, Норвегия
|
HiQ, конденсаторный блок
Так или иначе, но основной элемент всех рассмотренных устройств – это собственно конденсатор или конденсаторный блок. Тип конденсаторных блоков, производимых АВВ, обозначается HiQ. Он предназначен для использования во всех вышеперечисленных установках.
HiQ – однофазный конденсатор на основе полипропиленовой пленки с очень низкими диэлектрическими потерями и длительным сроком службы. Конденсаторы пропитаны биодеградируемой жидкостью, которая не содержит полихлордифенилов (РСВ) и обладает высокими диэлектрическими свойствами. Электроды выполнены из фольги и имеют подогнутые края, что позволяет выдерживать повышенные электрические воздействия.
Конденсаторные блоки могут быть с внутренними и внешними предохранителями, а также работать по «беспредохранительной» технологии. Следует отметить, что выбор того или иного способа защиты конденсатора определяется его номинальным напряжением и номинальной мощностью. Каждый вариант имеет свои преимущества и ограничения и используется в зависимости от преследуемых целей. | | 
Конденсаторный блок типа HiQ |
«Беспредохранительная»
технология
 Металлизированная пленка
конденсатора с типичной
сегментацией
Особый интерес представляет так называемая «беспредохранительная» технология, основанная на применении металлизированной пленки, где роль электродов играет не традиционная алюминиевая фольга, а тонкий слой металла, осаждаемый непосредственно на пленку. Данная технология уже давно с успехом применялась в низковольтных конденсаторах, но АВВ впервые применила данную концепцию в высоковольтных силовых конденсаторах.
Традиционные конденсаторы с электродами из алюминиевой фольги устойчивы к значительным токовым нагрузкам. В случае пробоя диэлектрика вся энергия, запасенная конденсатором, высвобождается в месте дефекта. Поэтому в больших конденсаторах для защиты отдельных элементов в случае пробоя последовательно с каждым из них включены плавкие предохранители. Таким образом, если плавкий предохранитель сработает и отключит какой-либо элемент, конденсатор в целом потеряет только небольшой процент от его емкости.
В случае металлопленочных конденсаторов для ограничения энергии, рассеиваемой при пробое, используется совершенно другой принцип. Непосредственно в электрод вводится буферное сопротивление за счет подбора его удельной проводимости. В дополнение к этому электрод толщиной несколько нанометров можно сегментировать, а отдельные его сегменты соединяются между собой токовыми коридорами, формирующими матрицу локальных плавких предохранителей. В случае возникновения пробоя металлизированная зона и токовые коридоры, располагающиеся вокруг места пробоя, будут испаряться, изолируя его тем самым от остального конденсатора. Таким образом, поскольку разрушается совсем небольшая часть активной зоны конденсатора, потеря его емкости окажется ничтожно малой. Многие тысячи частичных пробоев должны произойти в крупных конденсаторах до того момента, когда можно будет зафиксировать уменьшение его емкости.
Сегодня у АВВ есть все необходимые средства для поставки всех перечисленных систем под ключ, и в том числе современные компьютерные программы для определения наилучшего расположения конденсаторов. Компания производит сами конденсаторы и защитное оборудование, осуществляет измерение содержания гармоник и расчет эффективности применения нового оборудования, а также имеет огромный опыт планирования, контроля, монтажа и ввода в эксплуатацию конденсаторных установок, что гарантирует высокую надежность и оптимальное время поставки.
| 
|
