Что такое фильтро-компенсирующее устройство ФКУ? Фильтры высших гармоник (ФКУ). Фильтрокомпенсирующие устройства. pms200 Примеры фку, изготовленных ооо нпц «энерком-сервис» для различных случаев применения и на разные напряжения

Конденсаторные установки с фильтрами высших гармоник УКРМФ (АФКУ, ДФКУ, КРМФ) предназначены для компенсации реактивной мощности в сетях где присутствуют гармоники.

УКРМФ представляют собой конденсаторные установки состоящие из ступеней косинусных конденсаторов, которые коммутируются контакторами, либо тиристорами. От обычных установок они отличаются тем, что в цепь с конденсаторами последовательно включены фильтрующие дроссели. Они защищают конденсаторы от перегрева и пробоя, а также снижают гармоники в сети, тем самым повышают качество электроэнергии.

Гармоники присутствую в сетях где есть следующее оборудование:

Плавильные печи;
Преобразователи;
Сварочные установки и др.

Многие предприятия пытаются экономить на фильтроконмпенсирующих устройствах, но это может привести к негативным последствиям, в том числе и выходу из строя дорогостоящего оборудования.

Наличие гармоник в сети приводит с следующим негативным последствиям:

снижение коэффициента мощности на предприятии;
перегрев кабельных линий;
старение изоляции сети;
срабатывание защит;
снижение срока службы коммутационных устройств;
перебои работы электросети.

При выборе необходимой конденсаторной установки необходимо произвести измерения сети Вашего предприятия на наличие гармоник. В случае присутствия гармонической составляющей, специалисты нашего предприятия подбирают необходимые ступени конденсаторов и номиналы фильтров гармоник.

Комплектующие

Наше предприятие имеет многолетний опыт производства конденсаторных установок с фильтрами гармоник. В своей работе мы используем проверенные комплектующие от ведущих европейских производителей , General Electric.

Работаем с отечественными и российскими производителями КЭАЗ, Завод "Контактор", ОАО "Кореневский завод низковольтной аппаратуры", ООО НПП "Этал", ЧП Элкос.

По требованию заказчика используем аппаратуру китайских брендов: IEK, ACКО, Промфактор, ТМ Электро, Chint.

Технические характеристики УКРМФ

Характеристика	Конденсаторная установка УКРМФ
Номинальное напряжение, В	400-440 690В
Мощность, квар	5…2000 кВар
Ступени регулирования, квар	1…50 кВар
Вид регулирования	автоматическое
Регулятор реактивной мощности	NOVAR
Быстродействие	Контакторное / Тиристорное
Контакторы/тиристоры	СЕМ - (ETI), СNNK - (RADE KONCAR)
Конденсаторы	KNK (ETI-Словения), RTR (Испания), Electronicon (Германия)
Фильтры высших гармоник	фильтры гармоник с частотой расстройки: на 134 Гц (14%, подавление с 3-й гармоники) на 189 Гц (7%, подавление с 5-й гармоники)
Климатическое исполнение	У3, У1
Степень защиты	IP 21,IP 54, IP 65

Фильтрокомпенсирующие устройства (ФКУ) предназначены для снижения гармонических искажений напряжения и компенсации реактивной мощности нагрузок потребителей в сетях электроснабжения промышленных предприятий и в электрических сетях.

При эксплуатации ряда спортивных дорожек, важно правильно обеспечить защиту внутренним механизмам. для этого Можно со скидкой купить силиконовую смазку для беговых дорожек у нас в магазине. Создавая дополнительную формулу парильной эксплуатации для современного спортивного оснащения.

Силовые фильтры высших гармоник имеет важное значение для оптимизации издержек предприятий промышленности, а также повышения стабильности их работы и снижения рисков. Использование силовых фильтров даёт возможность добиться более высоких промышленных показателей, а также использовать дополнительную нагрузку на сеть, что может оказаться достаточно важным при расширении. Силовые фильтры для предприятий в большинстве ситуаций имеют срок окупаемости менее года, что делает их использование экономически обоснованным и необходимым.

Структура условного обозначения типономинала фильтрокомпенсирующего устройства расшифровывается следующим образом:

Пример записи обозначения ФКУ 13-й гармоники напряжением 10 кВ, мощностью 3000 квар климатическое исполнение и категория размещения - У3: «Фильтрокомпенсирующее устройство ФКУ-13-10-3000 УЗ ГОСТ 13109-97».

Фильтры гармоник проектируются индивидуально для каждого отдельного случая их применения. Это гарантирует возможность достижения наивысших параметров по фильтрации высших гармоник и коррекции коэффициента мощности ФКУ.

ДАННЫЕ, НЕОБХОДИМЫЕ ДЛЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ФИЛЬТРОВ ВЫСШИХ ГАРМОНИК (ФКУ).

Номинальное напряжение.
Требуемая компенсация реактивной мощности на основной частоте.
Значения токов гармонических составляющих нелинейной нагрузки, подлежащих фильтрации или информация по генерирующим гармоники нагрузкам.
Мощность короткого замыкания сети.
Требуемые параметры качества электроэнергии на шинах питания нелинейной нагрузки (или в другой точке примыкания).
Условия окружающей среды (внутренней или наружной установки, диапазон температур).
Дополнительные требования (габариты, защита и т.п.)

Фильтры высших гармоник состоят из конденсаторов, включенных последовательно с индуктивностью. Индуктивность выбирается такой величины, чтобы фильтр представлял собой низкоимпедансный последовательный резонансный контур на частоте гармоники. Таким образом, обеспечивается прохождение основной части гармонической составляющей тока через фильтр. Конденсаторы создают реактивную мощность на основной частоте.

ООО НПЦ «ЭНЕРКОМ-СЕРВИС» имеет опыт изготовления фильтров высших гармоник на напряжение 0,4; 6,3; 10 и 35 кВ для предприятий металлургической, электрохимической промышленности и для электросетей стран ближнего и дальнего зарубежья. Квалифицированные специалисты могут произвести обследование сети для выявления гармонического состава ее режимных параметров и составления технического задания на проектирование оборудования.

ПРИМЕРЫ ФКУ, ИЗГОТОВЛЕННЫХ ООО НПЦ «ЭНЕРКОМ-СЕРВИС»
ДЛЯ РАЗЛИЧНЫХ СЛУЧАЕВ ПРИМЕНЕНИЯ И НА РАЗНЫЕ НАПРЯЖЕНИЯ.

Основные технические данные и характеристики

Тип фильтра	УСФМ-5/7-0,4-790 У3	ФКУ-13-10-3000 У3	ФКУ-2-35-43000 У1
Номинальное напряжение ФКУ, кВ
Номер гармоники
Мощность номинальная установленная ФКУ, Мвар
Мощность номинальная генерируемая ФКУ, Мвар
Частота номинальная, Гц
Частота настройки фильтра, Гц
Длительный ток, А
Ток основной гармоники, А
Ток высших гармоник, А
Амплитуда тока при включении фильтра, кА
Допустимый ток перегрузки, А
Длительность тока перегрузки, с
Частота перегрузки		20 раз в сутки	20 раз в сутки
Добротность на частоте 50 Гц
Добротность на частоте настройки
Число конденсаторов в фазе батареи, шт.
Масса ФКУ, кг
Габаритные размеры: длина, мм, не более ширина, мм, не более высота, мм, не более

примечание: на виде сверху ошиновка не показана

Общий вид ФКУ-13-10-3000 У3

Конденсаторная батарея

Сухой фильтровый реактор

Трансформатор тока

Общий вид ФКУ-2-35-43000 У1

Статические компенсирующие устройства для промышленных предприятий.

Широкое применение тиристорных электроприводов, выпрямительных электролизных установок, мощных электродуговых печей, прокатных станов и других потребителей электроэнергии с резкопеременной нагрузкой и несинусоидальным током сопровождается значительным потреблением реактивной мощности и искажением питающего напряжения, что может привести к росту потерь электроэнергии и ухудшению и нарушению нормального функционирования потребителя электроэнергии. К таким потребителям относятся прежде всего металлургические заводы, химические предприятия, предприятия цветной металлургии, целлюлозно-бумажные предприятия, предприятия электрохимической обработки металлов и драгоценных камней, предприятия, имеющие электродуговую и контактную сварку, обычные предприятия, использующие для освещения газоразрядные лампы, предприятия нефтяной, газовой и угольной отраслей, ирригационные предприятия, имеющие электродвигатели различного типа, и другие предприятия.

Для компенсации реактивной мощности и повышения коэффициента мощности, фильтрации высших гармоник тока, снижения колебаний напряжения и улучшения параметров качества электроэнергии применяются статические компенсирующие устройства:

конденсаторные установки (повышение коэффициента мощности);
фильтрокомпенсирующие установки (повышение коэффициента мощности и фильтрация высших гармоник тока);
статические тиристорные компенсаторы реактивной мощности (повышение коэффициента мощности, фильтрация высших гармоник тока, снижение несимметрии напряжения и стабилизация напряжения).

Применение статических компенсирующих устройств позволяет:

существенно снизить нагрузку по реактивной мощности и высшим гармоникам тока трансформаторов, питающих потребители, что дает возможность подключить дополнительную нагрузку;
улучшить показатели качества напряжения и, тем самым, повысить качество выпускаемой продукции и производительность технологического процесса потребителя электроэнергии.

Например, применение SVC на металлургическом заводе увеличило коэффициент мощности нагрузки с 0,7 до 0,97, снизило колебания напряжения питающей сети в 3 раза, снизило время одной плавки металла со 150 мин. до 130 мин. и удельный расход электроэнергии на тонну выплавленной стали на 4 %, а также сократило расход графитовых материалов. В целом срок окупаемости затрат на статические компенсирующие устройства составляет в среднем от 0,5 до 1 года.

При необходимости ООО НПЦ "enercomserv» может провести комплекс работ по внедрению СТК, начиная с обследования электрических сетей, выполнения необходимых измерений с целью определения типа, мощности и мест подключения СТК, выбора схем и параметров оборудования, их законов регулирования, и поставкой оборудования СТК «под ключ», его монтажом, наладкой, пусковыми испытаниями, а также обучением персонала и в дальнейшем сервисным обслуживанием оборудования.

Обозначения выпускаемой продукции:

Фильтро-компенсирующее устройство ФКУ-5-10-5400 У3 ЮПИН.673842.014
Фильтро-компенсирующее устройство ФКУ-5-10-5400 У3 ЮПИН.673842.014-01
Фильтро-компенсирующее устройство ФКУ-5-10-7200 УХЛ1 ЮПИН.673842.015
Фильтро-компенсирующее устройство ФКУ-10-18000 У3
Устройство силовых фильтров УСФМ 0,4-5/7-450 У3
Система управления, регулирования и защиты компенсирующего устройства СУРЗА КУ

Дополнительная информация

Фильтры силовые

Для того чтобы органично соответствовать данным требованиям, система электроснабжения должна быть бесперебойной и максимально надежной. Установка силовых фильтров является одним из наиболее эффективных и качественных способов по снижению влияния на сеть дуговых сталеплавильных печей, сварочного производства, вентильных преобразователей , широко внедряемых в промышленном электроснабжении для технической эффективности производства.

Если Вас интересует фильтрация гармоник гармоник на напряжении 0,4 кВ , то Вам сюда

НАЗНАЧЕНИЕ

ФКУ или Силовые фильтры гармоник, также известные как пассивные фильтры гармоник,представляют собой особый тип конденсаторных установок , задачей которых является фильтрация гармоник совместно с компенсацией реактивной мощности. Фильтрокомпенсирующие устройства необходимы на предприятиях тяжелого машиностроения либо перерабатывающих производствах, где широко применяются дуговые плавильные печи, электролитические ванны высокого напряжения 6(10) кВ, а также другое энергоемкое оборудование с нелинейным характером потребления электроэнергии. Работа такого рода оборудования ЗАПРЕЩАЕТСЯ без наличия силовых фильтров гармоник.

УСТРОЙСТВО И ПРИНЦИП РАБОТЫ ФКУ

Целью внедрения ФКУ является уменьшение реактивного сопротивления LC-цепочек до значений, близких к нулю, и шунтирование главной электрической сети (на частоте заданной гармоники). Фильтрокомпенсирующие установки представляют собой LC либо RLC цепочки, настроенные на резонанс с определенной гармоникой, порядок которой определяется заказчиком либо по результатам замеров . В стандартном исполнении фильтрокомпенсирующее устройство состоит из вводной ячейки, современных однофазных реакторов и нескольких батарей конденсаторов, устанавливаемых на металлических оцинкованных конструкциях. ФКУ огораживается сеткой для безопасности персонала, либо размещается в специализированном контейнере .

Различают нес колько типов применяемых LC-фильтров . Узкополосные, одноконтурные фильтры (1) применяют и настраивают на резко выраженные гармоники, как правило низких порядков 3, 5, 7. На высоких частотах применяют режекторные фильтры (2) меньшей добротности, при этом используют шунтирующее реактор сопротивление R. Применение режекторных фильтров позволяет нивелировать присутствие гармоник в широком спектре высоких частот. Комплексное применение узкополосных и широкополосных фильтровых цепочек в составе силовых фильтров гармоник (ФКУ) позволяет в полной мере очистить электрическую сеть от гармонических искажений, вызванных потребителем.

Экономически целесообразно применение Фильтрокомпенсирующих установок на напряжение 6(10) кВ в связи с тем, что высоковольтные потребители создают меньший спектр гармонических искажений (где сильно выражены 3, 5, 7 гармоники и в меньшей степени гармоники более высших порядков) по сравнению с низковольтными потребителями. Поэтому технически и экономически выгоднее реализовать схему Фильтрокомпенсирующего устройства, настроенную на одну (две, три) гармоники, чем на широкий спектр гармоник потребителей 0,4 кВ.

Помимо фильтрации гармоник , Фильтрокомпенсирующие устройства выполняют компенсацию реактивной мощности потребителей на основной частоте (50 Гц). Поэтому силовые фильтры гармоник (Фильтрокомпенсирющие устройства) различают по реактивной мощности. Самое простое Фильтрокомпенсирующее устройство имеет статическую величину реактивной мощности, которую оно передает в главную электрическую сеть и настроено на подавление одной из гармоник (по требованию заказчика).

КОМПОНОВКА И КОМПЛЕКТАЦИЯ

Компоновка элементов Фильтрокомпенсирующего устройства представлена справа. Вводная ячейка выполнена из листовой стали и имеет антикоррозионное покрытие. Внутри нее размещается вводной аппарат, управляющая, светосигнальная и защитная аппаратура. Блоки конденсаторов располагаются друг над другом и устанавливаются на опорные полимерные изоляторы. В состав блока входят косинусные высоковольтные конденсаторы (трех - или однофазные), закрепленные на стальной раме и соединенные сборными шинами. Все конденсаторы допускают длительную работу при повышении номинального напряжения на 10%. Однофазные реакторы с воздушным сердечником установлены на полимерных изоляторах и соединены с вводной ячейкой и конденсаторными блоками медными шинами. Индуктивность реактора варьируется от нескольких мГн до нескольких десятков мГн.

ПК «СлавЭнерго» при изготовлении фильтрокомпенсирующих устройств применяет трехфазные конденсаторы для ФКУ устройств небольшой мощности и однофазные для составления блоков большой мощности (параллельные и последовательные соединения). В отдельных случаях, силовые фильтры гармоник (Фильтрокомпенсирующие устройства) большой мощности могут комплектоваться специальной схемой для сигнализации выхода из строя отдельных конденсаторов (пробой, потеря емкости) и отключения ФКУ - так называемой схемой небалансной защиты.

Имеют высокую линейность индуктивности (L), зависящую от его геометрии и количества витков. Необходимость их использования в конструировании силовых фильтров гармоник была обусловлена потребностью в стабильности частоты фильтра для всех режимов работы Фильтрокомпенсирующего устройства.

Воздушные фильтровые электрические реакторы представляют собой катушки многожильного провода, намотанные на армирующий каркас. Параметры проводников подбираются для каждого типономинала реактора. Основание реактора имеет высокую механическую прочность и антикоррозийную обработку, что позволяет размещать его на открытом воздухе. Конструкцией реактора гарантирована его безотказная работа в условия загрязненных сред и низких температур. Для каждого реактора предусмотрена возможность регулировки индуктивности (схоже с трансформаторам) с помощью регулировочных отпаек в его обмотке.

При современном развитии техники многие промышленные предприятия используют много различных преобразователей. Эти преобразователи при работе создают в цепи пульсации тока и напряжения, это приводит к возникновению в сети высших гармоник тока.

Наличие их в сети ухудшают ее качество и оказывают плохое влияние на работу всего оборудования, и могут приводить к сбоям в различных системах. Это может приводить к аварийным отключениям потребителей, ложным срабатыванием различных электронных приборов и устройств. Также наличие гармоник вызывает нагрев в электродвигателях, кабелях и т.д. Необходимо свести к минимуму их влияния на цепь. Для этого используют фильтро-компенсирующее устройство (ФКУ).

Фильтро-компенсирующее устройство состоит из L-C фильтра, настраиваемого на определенную гармонику сети. Обычно это 5, 7, 11 гармоники, как наиболее выраженные. Также часто на предприятиях могут устанавливаться фильтро-компенсирующее устройства настроенные на различные гармоники. Ниже показана схема ФКУ.

Для правильного выбора фильтро-компенсирующего устройства нужно исследовать какие гармоники наиболее влияют на качественный состав сети и ее мощность. Исходя из этих данных проводится расчет и выбор фильтра.

Главным их достоинством есть то, что они не только выполняют роль фильтра, но и компенсируют реактивную мощность. Как и могут быть автоматическими и в автоматическом режиме регулировать реактивную мощность.

При преобладании статической нагрузки (бумагоделательная машина, вентиляторная нагрузка) используют нерегулируемые ФКУ, которые подключаются к цепи и работают в статическом режиме.

Если преобладает динамическая нагрузка (прокатные станы, подъемные машины и т.д.) используют регулируемые При изменении завершении цикла работы какого-либо устройства баланс реактивной мощности изменяется. Так как ФКУ не только компенсирует реактивную составляющую, но и выполняет роль фильтра в цепи, соответственно отключение его от сети не имеет смысла. Для этого подключают декомпенсатор, который поддерживают баланс мощности в цепи.

Наиболее целесообразно устанавливать фильтро-компенсирующее устройство на напряжения 6 кВ, 10 кВ. Так как при работе низковольтных потребителей на стороне низкого напряжения возникают различный спектр гармоник. Компенсировать их на стороне низкого напряжения экономически не целесообразно, потому установка фильтра к каждому потребителю дорого стоит. Высоковольтные потребители создают меньший спектр искажений (3, 5, 7, 11 гармоники), поэтому как с технической так и с экономической стороны проще компенсировать данный спектр на стороне 6 кВ, 10 кВ, чем гораздо более широкий спектр на стороне 0,4 кВ, 0,6 кВ.

Они могут устанавливаться как в помещении так и снаружи. Устанавливаются обычно на ГПП и подключаются к шинам через индивидуальный выключатель. Ниже показаны способы размещения: в помещении и наружное исполнение:

Размещенным в помещении компенсаторам требуется вентиляция. В определенных случаях (в зависимости от вида производства и размещения помещения) для вентиляции требуются фильтры воздуха. Определенный температурный режим должен соблюдаться в помещении, что приводит к дополнительным финансовым затратам.

ФКУ должно быть ограждено и доступ может осуществляться только после разрядки конденсаторов. Они должны снабжаться датчиками напряжения конденсаторов, для безопасности обслуживающего персонала. Если конденсаторы не разрядились до допустимого значения работы по ремонту или обслуживание запрещены.

Фильтрокомпенсирующие устройства (ФКУ) 6, 10, 35 кВ

ФКУ или Силовые фильтры гармоник, также известные как пассивные фильтры гармоник, представляют собой особый тип конденсаторных установок, задачей которых является фильтрация гармоник совместно с компенсацией реактивной мощности. Фильтрокомпенсирующие устройства необходимы на предприятиях тяжелого машиностроения либо перерабатывающих производствах, где широко применяются дуговые плавильные печи, электролитические ванны высокого напряжения 6(10) кВ, а также другое энергоемкое оборудование с нелинейным характером потребления электроэнергии. Работа такого рода оборудования запрещается без наличия силовых фильтров гармоник.

Рис. 1 Силовые фильтры гармоник

Устройство и принцип работы ФКУ

Целью внедрения ФКУ является уменьшение реактивного сопротивления LC-цепочек до значений, близких к нулю, и шунтирование главной электрической сети (на частоте заданной гармоники). Фильтрокомпенсирующие установки представляют собой LC либо RLC цепочки, настроенные на резонанс с определенной гармоникой, порядок которой определяется заказчиком либо по результатам замеров. В стандартном исполнении фильтрокомпенсирующее устройство состоит из вводной ячейки, современных однофазных реакторов и нескольких батарей конденсаторов, устанавливаемых на металлических оцинкованных конструкциях. ФКУ огораживается сеткой для безопасности персонала, либо размещается в специализированном контейнере.

Рис. 2 Узкополосные, одноконтурные фильтры (1), режекторные фильтры (2)

Различают несколько типов применяемых LC-фильтров. Узкополосные, одноконтурные фильтры (1) применяют и настраивают на резко выраженные гармоники, как правило низких порядков 3, 5, 7. На высоких частотах применяют режекторные фильтры (2) меньшей добротности, при этом используют шунтирующее реактор сопротивление R. Применение режекторных фильтров позволяет нивелировать присутствие гармоник в широком спектре высоких частот. Комплексное применение узкополосных и широкополосных фильтровых цепочек в составе силовых фильтров гармоник (ФКУ) позволяет в полной мере очистить электрическую сеть от гармонических искажений, вызванных потребителем.

Экономически целесообразноприменение фильтрокомпенсирующих установок на напряжение 6(10) кВ в связи с тем, что высоковольтные потребители создают меньший спектр гармонических искажений (где сильно выражены 3, 5, 7 гармоники и в меньшей степени гармоники более высших порядков) по сравнению с низковольтными потребителями. Поэтому технически и экономически выгоднее реализовать схему.

Фильтрокомпенсирующего устройства, настроенную на одну (две, три) гармоники, чем на широкий спектр гармоник потребителей 0,4 кВ.

Рис. 3 Компоновка элементов фильтрокомпенсирующего устройства

Помимо фильтрации гармоник, фильтрокомпенсирующие устройства выполняют компенсацию реактивной мощностипотребителей на основной частоте (50 Гц). Поэтому силовые фильтры гармоник (Фильтрокомпенсирющие устройства) различают по реактивной мощности. Самое простое фильтрокомпенсирующее устройство имеет статическую величину реактивной мощности, которую оно передает в главную электрическую сеть и настроено на подавление одной из гармоник.

Компоновка элементов фильтрокомпенсирующего устройства представлена слева. Вводная ячейка выполнена из листовой стали и имеет антикоррозионное покрытие. Внутри нее размещается вводной аппарат, управляющая, светосигнальная и защитная аппаратура. Блоки конденсаторов располагаются друг над другом и устанавливаются на опорные полимерные изоляторы. В состав блока входят косинусные высоковольтные конденсаторы (трех - или однофазные), закрепленные на стальной раме и соединенные сборными шинами. Все конденсаторы допускают длительную работу при повышении номинального напряжения на 10%. Однофазные реакторы с воздушным сердечником установлены на полимерных изоляторах и соединены с вводной ячейкой и конденсаторными блоками медными шинами. Индуктивность реактора варьируется от нескольких мГн до нескольких десятков мГн.

При изготовлении фильтрокомпенсирующих устройств применяют трехфазные конденсаторы для ФКУ устройств небольшой мощности и однофазные для составления блоков большой мощности (параллельные и последовательные соединения). В отдельных случаях, силовые фильтры гармоник (фильтрокомпенсирующие устройства) большой мощности могут комплектоваться специальной схемой для сигнализации выхода из строя отдельных конденсаторов (пробой, потеря емкости) и отключения ФКУ - так называемой схемой небалансной защиты.

Рис. 4 Фильтровые реакторы с воздушным сердечником

Фильтровые реакторы с воздушным сердечником имеют высокую линейность индуктивности (L), зависящую от его геометрии и количества витков. Необходимость их использования в конструировании силовых фильтров гармоник была обусловлена потребностью в стабильности частоты фильтра для всех режимов работы фильтрокомпенсирующего устройства.

ДЛЯ ПОСТРОЕНИЯ ФИЛЬТРОКОМПЕНСИРУЮЩЕГО УСТРОЙСТВА НЕОБХОДИМО ОПРЕДЕЛИТЬ НЕСКОЛЬКО ПАРАМЕТРОВ:

· гармоники (для подавления)

· реактивная мощность силового фильтра на основной частоте (50 Гц)

· размещение ФКУ