Содержание материала

Возможность применения конденсаторов для повышения  коэффициента мощности электротехнических установок стала очевидной с того времени, когда были изучены основные явления в цепях переменного тока с индуктивностью и емкостью. С развитием промышленных электроустановок переменного тока  возникла необходимость в повышении их коэффициента мощности, и уже в 1890— 1892 г. были сделаны первые предложения о применении для этой цели электрических конденсаторов.
В 1895 г. была выполнена первая установка для повышения коэффициента мощности распределительной сети посредством конденсаторов с диэлектриком из парафинированной бумаги. Эта установка, так же как и несколько последующих, не имела успеха вследствие недостаточно надежной работы примененных конденсаторов.
Первые удовлетворительно работающие конденсаторные установки для повышения коэффициента мощности появились около 1917 г., и после этого применение конденсаторов для указанной цели стало быстро развиваться. Основной предпосылкой для этого послужили усовершенствование конструкций и технологии производства силовых конденсаторов и улучшение качества применяемых материалов, повысившие экономичность и надежность работы конденсаторных установок. Для пропитки бумажного диэлектрика силовых конденсаторов стало применяться минеральное масло вместо парафина, а в качестве материала для обкладок—алюминиевая фольга вместо оловянной.
В дальнейшем прогресс в области производства силовых конденсаторов осуществлялся главным образом в следующих направлениях:

повышение качества конденсаторной бумаги, в частности, уменьшение диэлектрических потерь в ней;
применение для пропитки конденсаторов синтетических негорючих диэлектриков с более высоким значением диэлектрической проницаемости, чем у минерального масла;
усовершенствование конструкций конденсаторов, в частности, полная герметизация их баков;
усовершенствование технологии производства конденсаторов, в частности, применение более высокого вакуума при обработке конденсаторов перед пропиткой.
Постепенно возрастали напряжение и мощность отдельной установки, и в настоящее время наивысшее напряжение конденсаторной установки, находящейся в эксплуатации за рубежом, составляет 230 кВ и наибольшая мощность 100000 кВАр. В некоторых зарубежных странах широко применяется автоматическое регулирование мощности конденсаторных установок и силовые конденсаторы распространены не только в промышленных сетях, но и в сельских, городских и районных сетях.
Характерной особенностью конденсаторных установок сравнительно со всеми другими видами электротехнических установок является их большая емкость. Даже кабельные сети большой протяженности уступают по своей емкости сравнительно небольшим конденсаторным установкам. Кроме того, емкость кабельных сетей равномерно распределена по длине линий, а каждая конденсаторная установка представляет собой большую емкость, сосредоточенную в одной точке сети.
Все это создает ряд особенностей в работе конденсаторных установок и тех участков сети, к которым они присоединены (см. гл. 3 и 4).
В настоящей книге не рассматриваются конденсаторные установки для продольной компенсации, т. е. присоединенные последовательно с индуктивными элементами электрических сетей (иначе — сериесные конденсаторные установки), а также установки повышенной частоты 500—8 000 Гц для компенсации индукционных печей (независимо от схемы их присоединения).
В сетях 50 Гц, 220 или 380 В небольших предприятий встречаются иногда конденсаторные установки для параллельного присоединения, выполненные из мелких радиоконденсаторов.
Конденсаторы, предназначенные для конденсаторных установок поперечной компенсации, именуются в стандарте на них конденсаторами для повышения коэффициента мощности и называются в советской литературе также статическими, косинусными, шунтовыми, шунтирующими и силовыми конденсаторами.
Конденсаторной установкой в соответствии с Правилами устройства называется электротехническая установка, состоящая из конденсаторов и относящегося к ней вспомогательного электрооборудования (выключателей, разъединителей, разрядных сопротивлений и т.п.). Конденсаторной батареей называется совокупность двух или более конденсаторов, соединенных электрически между собой и присоединенных к сети через общий выключатель.
Конденсаторная установка может состоять и не из одной батареи, а из нескольких батарей, присоединенных к одним и тем же сборным шинам. Термин «конденсаторная установка» может быть применен также к одному отдельно установленному конденсатору со вспомогательным оборудованием или к нескольким конденсаторам, присоединенным к одним и тем же сборным шинам через отдельные выключатели.
Конденсаторная батарея может подразделяться на секции. Секцией конденсаторной батареи называется часть батареи, снабженная выключателем или разъединителем, служащим для отключения только одной этой секции от остальной части батареи (под напряжением или после отключения всей батареи в целом).
Отечественная промышленность в настоящее время выпускает для электроустановок напряжением выше 500 В силовые конденсаторы, номинальные напряжения которых на 5% превышают напряжения соответствующих электроустановок, т. е. составляют 1 050, 3 150, 6 300 и 10 500 В. Для упрощения изложения батареи, выполненные из этих конденсаторов, именуются ниже батареями 1 000 в; 3, 6 и 10 кВ. Под конденсаторными установками напряжением до 1 000 В при чтении книги следует понимать и установки с конденсаторами 1 050 В.