condensatori per rifasamento mt e at unità monofase e trifase banchi

CONDENSATORI
PER RIFASAMENTO M.T. E A.T.
UNITÀ MONOFASE E TRIFASE
BANCHI DI CONDENSATORI TRIFASE
M.V. AND H.V. POWER FACTOR
CORRECTION CAPACITORS
SINGLE AND THREE-PHASE UNITS
THREE-PHASE CAPACITOR BANKS
3/2003
SISTEMI DI FILTRAGGIO PER FORNI AD ARCO
FILTERING SYSTEMS FOR ARC FURNACES
2 x 19,5 MVAR - 22,74 KV - 3rd - 4th harmonics
12,7 MVAR - 11,3 KV - 3rd - 4th harmonics
I N D I C E
Caratteristiche costruttive
CONTENTS
2
Sistemi di filtraggio 10
Manufacturing characteristics
Filtering systems
Condensatori monofase 11
Single-phase capacitors
Condensatori trifase 13
Three-phase capacitors
Protezioni 14
Protections
Induttanze 17
Inductances
Accessori 19
Accessories
Banchi di condensatori 21
1
Capacitor banks
Power factor correction
capacitors for medium
and high voltage networks
Condensatori
per rifasamento
a media e alta tensione
1 - INTRODUCTION
1 - INTRODUZIONE
The series of capacitors presented by DUCATI is the result
of in-depth research on dielectrics, impregnating oils and
production processes. The normalized capacitors are
characterized by a very high degree of reliability and long
life. Based on current knowledge, the materials used are
totally compatible with the environment.
In addition to the capacitors, all accessories necessary for
the construction of complete banks and harmonic filtering
systems can be provided.
La serie di condensatori che la DUCATI presenta è il risultato di ricerche approfondite sui dielettirici, sugli olii di
impregnazione, sul processo produttivo. I condensatori normalizzati sono caratterizzati da affidabilità elevatissima,
lunga durata di vita. I materiali, allo stato attuale delle
conoscenze, sono totalmente compatibili con l’ambiente.
Oltre ai condensatori possono essere forniti tutti gli accessori occorrenti per la realizzazione dei banchi completi e
dei sistemi di filtraggio armoniche.
2 - MANUFACTURING CHARACTERISTICS
OF THE UNIT
2 - CARATTERISTICHE COSTRUTTIVE
DELLE UNITA
La struttura del condensatore è costituita da elementi
capacitivi appiattiti di piccola potenza e tensione non elevata;
gli elementi, bloccati in pacchi, sono collegati in serie e
parallelo fino a realizzare la tensione e potenza nominale.
I condensatori possono essere costruiti con due tipi di
dielettrico.
Misto: è costituito da due strati di film di polipropilene ed
uno strato di carta, compresi fra due armature di alluminio.
Attualmente viene usato solo su condensatori destinati ad
usi particolari.
Tutto-film: è costituito da più strati di film di polipropilene
con superficie rugosa, compresi fra le armature di alluminio.
Elettrodi: sono costituiti da un sottile foglio di alluminio
purissimo. L’avvolgimento ad armature sporgenti conferisce ai condensatori una elevatissima tenuta ai picchi di
corrente che si verificano durante l’energizzazione.
Impregnante: è un olio sintetico, biodegradabile, non tossico, con contenuto di cloro <5 PPM.
Particolare cura viene posta nelle diverse fasi della lavorazione, nei processi di essiccazione e di impregnazione del
dielettrico. L’essiccazione viene eseguita mantenendo a
lungo il materiale in autoclave sotto vuoto, riscaldandolo
fino a temperature di circa 100°C, dove, a fine trattamento,
si raggiunge il vuoto molecolare.
Il trattamento dell’olio prima dell’impiego prevede una
degasificazione sotto vuoto ed una depurazione chimica
molto accurata.
The structure of the capacitor is composed of low power
and low voltage flat capacitive elements.
The elements are set in packs and connected in series and
in parallel to reach the rated power and voltage. The
capacitors can be made of two types of dielectrics.
Mixed: this type is composed of two layers of polypropylene
film and a layer of paper held between two aluminum
plates. It is currently used only for capacitors destined for
special uses.
All-film: this type is composed of several layers of
polypropylene film with a rough surface, held between
aluminum plates.
Electrodes: are made of a thin sheet of pure aluminum. The
extended foil winding construction gives the capacitor a
very high resistance to peaks of current that occur during
energizing.
Impregnating substance: it is a non-toxic, biodegradable,
synthetic oil with a chlorine content <5 PPM.
Particular attention is given to the various phases of
processing, to the oil impregnation of the dielectric and the
drying processes. The drying is carried out leaving the
material for a long period in the autoclave under vacuum
conditions, heating it to a temperature of up to 100°C,
where, at the end of the treatment, it reaches molecular
vacuum.
The treatment of oil prior to use includes vacuum degassing
and a very careful chemical depuration.
2.1 - Contenitore
Il contenitore dei condensatori è realizzato in lamiera di
acciaio piegata e saldata elettricamente, è particolarmente
robusto e in grado di sopportare le normali sollecitazioni
determinate dai guasti. Esso è completamente pieno e non
contiene residue bolle d’aria: la perfetta ermeticità del
contenitore è una valida garanzia contro la degradazione
dei materiali, assicurando una lunga vita al condensatore.
L’elesticità delle superfici maggiori del contenitore è tale da
compensare le variazioni di volume del liquido impregnante nella gamma delle temperature previste nel funziona-
2.1 Case
The capacitor case is made of sturdy electric welded sheet
steel which can withstand the normal stress produced by
breakdowns. It is completely full and does not contain air
bubbles: the perfect sealing of the container guarantees
against deterioration of the materials, thus ensuring a long
life for the capacitor.
The elasticity of the larger surfaces of the case compensates
for the variations in the volume of the impregnating liquid
in the range of temperatures during operations, thereby
keeping the variations in the internal pressure to a minimum.
2
mento, contenendo entro limiti modesti la variazione di
pressione interna.
Il contenitore è inoltre dotato di due maniglie da utilizzare
per il sollevamento ed il fissaggio del condensatore sul
telaio di installazione.
A richiesta, i condensatori destinati ad essere usati in ambienti particolarmente aggressivi, possono essere forniti con
contenitore in acciaio inox.
The container is also fitted with two handles to use for
lifting and fixing the capacitor on the installation frame.
Upon request the capacitors destined for use in particularly
aggressive environments can be provided with a stainless
steel container.
2.1.1 - Trattamento superficiale
Al fine di garantire una perfetta efficienza della protezione
contro la ruggine, anche in ambienti fortemente aggressivi,
sulla superficie del contenitore si effettua la sabbiatura del
metallo e successivamente la verniciatura con più strati di
vernice unicomponente:
- colore grigio RAL 7031
2.1.1 Surface treatment
In order to guarantee perfect efficiency in the protection
against rust, even in highly aggressive environments, the
metal surface of the container is sandblasted and then
painted with several layers of a single-component paint:
- color: RAL 7031 grey.
2.2 - Terminali
I terminali del condensatore sono posti su passanti in porcellana marrone, vetrificata per una perfetta resistenza agli
agenti atmosferici. Il passante in porcellana è metallizzato
sia per il fissaggio al coperchio del condensatore, che per il
fissaggio del terminale a vite di collegamento. I passanti
sono perfettamente ermetici e particolarmente robusti.
I terminali a vite sono in grado di sopportare ripetute sollecitazioni di torsione pari a 30 Nm.
Per l’allacciamento elettrico ai terminali si devono sempre
usare collegamenti flessibili.
Normalmente i condensatori monofase hanno entrambi i
terminali isolati dal contenitore. Gli stessi condensatori
possono essere forniti anche con un solo terminale isolato e
l’altro collegato al contenitore. Questi ultimi sono destinati
alla realizzazione di banchi isolati da terra, ad esempio con
unità collegate in serie.
2.2 Terminals
The capacitor terminals are located on the brown porcelain
feedthroughs, glazed for perfect resistance to atmospheric
elements. The porcelain bushings is metalized for both
fastening to the capacitor cover and for fixing to the screw
terminal connections. The bushings are perfectly sealed
and particularly sturdy.
The screw terminals can withstand repeated torque stress of
30 Nm.
Flexible connections must always be used for electrical
connections to the terminals.
Normally the single-phase capacitors have both terminals
insulated from the container. These capacitors can be
provided with only one insulated terminal and the other
connected to the container. The latter are used in the
realization of banks insulated from the earthing, for example
with units connected in series.
2.3 - Dispositivi di scarica
In conformità alle normative i condensatori sono corredati
internamente di resistori di scarica atti a ridurre la tensione
residua a meno di 50 V entro 5 minuti dalla disinserzione.
2.3 - Discharge devices
In conformity with standards the capacitors are internally
fitted with discharge resistors for reducing the residual voltage
to less than 50 V within 5 minutes of shutdown.
2.3.1 - Scarica rapida
Qualora sia necessario avere la scarica dei condensatori in
alcuni secondi, questa può essere ottenuta utilizzando due
TV collegati all’ingresso del banco trifase.
2.3.1 - Rapid discharge
Whenever it is necessary that the capacitors discharge in a
few seconds, it is possible to obtain same using two VT’s
connected to the three-phase bank input.
3 - CONDENSATORI CON FUSIBILI
INTERNI
3 - CAPACITORS WITH
INTERNAL FUSES
Qualora si debbano realizzare dei banchi di grande potenza, il condensatore monofase può essere protetto con fusibili esterni ad espulsione (vedi par.14.3), oppure si possono
utilizzare unità dotate di fusibili interni.
Nei condensatori con fusibili interni, tutti gli elementi
capacitivi costituenti l’unità hanno in serie un fusibile. Se
uno di questi elementi si perfora è automaticamente
scollegato dalla fusione del proprio fusibile senza che l’unità sia interessata dal corto circuito.
Dopo l’eliminazione dell’elemento guasto, l’unità resta in
servizio e continuerà a funzionare ad una potenza reattiva
ridotta di qualche percento, ciò in conseguenza del grande
numero di elementi costituenti l’unità. Ovviamente non è
necessario rimuovere tale unità dal servizio in quanto la
capacità rientra di norma nei limiti della tolleranza e le altre
Whenever it is necessary to create high power banks, the
single-phase capacitor can be protected with external
expulsion fuses (see par. 14.3) or units with internal fuses
can be used.
In capacitors with internal fuses all of the capacitive elements
making up the unit have a fuse in series. If one of the
elements is punctured, it is automatically disconnected by
the blowout of its fuse without the unit being affected by the
short circuit.
After the elimination of the failed element, the unit remains
in service and continues to operate at a reactive power
reduced by a slight percentage, which is based on the large
number of elements that make up the unit. Obviously it is
not necessary to take such a unit out of service since its
capacity remains within the norms of the tolerance limits
3
unità del banco non subiscono influenze apprezzabili. Inoltre tali fusibili non sono sostituibili.
I banchi realizzati con tali condensatori richiedono comunque la protezione a squilibrio che, di norma, viene tarata
per intervenire quando la tensione sui condensatori buoni
del banco supera del 10% la nominale.
Ciò si verifica dopo la fusione di molti fusibili all’interno di
una unità, la cui capacità diminuisce.
Esistono comunque alcune limitazioni, di ordine costruttivo
ed economico, alla realizzazione dei condensatori con
fusibili interni che sono:
and the other units in the bank are not subject to noticeable
influences. In addition, such fuses are not replaceable.
In any case, the banks made with such capacitors require
the unbalance protection which normally is set to intervene
when the voltage at the terminals of other good capacitor
units of the bank, increase over 110% of rated voltage.
This appens after many fuses have blown inside a units and
the capacitance is strongly reduced.
However, there are some constructive and economic
limitations in the realization of capacitors with internal
fuses, which are:
- potenza minima: ≥ 300 kvar
- tensione: ≤ 7÷8 kV
- minimum power: ≥300 kvar
- voltage: ≤ 7÷ 8 kV
Nei condensatori trifase questi limiti sono ancora più ristretti. La presenza dei fusibili interni non esime comunque
dall’installare la protezione contro i corto circuiti sull’alimentazione e dal segregare il condensatore.
In the three-phase capacitors these limits are even more
restricted. The presence of internal fuses does not, however,
eliminate the need to install protections against short circuits
in the power supply and to segregate the capacitors.
4 - ENVIRONMENTAL COMPATIBILITY
OF THE MATERIALS USED
4 - COMPATIBILITÀ CON L’AMBIENTE
DEI MATERIALI IMPIEGATI
The impregnating agent used is the result of long and
continuous research and experimental tests on all insulating
oils for dielectric use currently available. It offers the best
solution, taking into account the need to protect the
environment along with the need have high dielectric
characteristics, two requirements which have often been
considered incompatible.
The impregnating agent is non toxic; its oral toxicity level
(LD 50) is over 3 g/kg. Moreover, since these oils can be
completely eliminated from human and animal bodies,
there is no problem of accumulation.
The impregnating agent biodegrades rapidly in the
environment, therefore, no special precautions are required
to prevent the dispersion of oil into the ground in case of
accidental leakage from the case.
It consists of the compounds of carbon, hydrogen and
oxygen, the combustion of which produces carbon dioxide
and water. These liquids are not considered dangerous and
their registration is normally not required. However, the
storage and destruction of the capacitors must be in
accordance with current regulations in place of use.
L’impregnante impiegato è il risultato di lunghe ricerche e
prove sperimentali eseguite su tutti gli oli isolanti per uso
dielettrico disponibili al momento; esso rappresenta sicuramente la migliore soluzione che tenga conto delle esigenze, spesso incompatibili, di rispetto dell’ambiente e di caratteristiche dielettriche elevate.
L’impregnante non è tossico; il livello di tossicità orale (LD 50) è di oltre 3g/kg. Inoltre, poiché tali oli sono
completamente eliminabili dagli organismi umano o animale, non si hanno fenomeni di accumulo.
L’impregnante è rapidamente biodegradato nell’ambiente.
Non sono pertanto necessarie precauzioni particolari per
evitare l’eventuale dispersione nel terreno di olio, che per
un incidente qualsiasi dovesse fuoriuscire dalla cassa.
Si tratta di composti di carbone, idrogeno ed ossigeno la cui
combustione produce anidride carbonica ed acqua. Tali
liquidi sono classificati come non pericolosi e non se ne
richiede di norma la registrazione. La detenzione dei condensatori e la loro distruzione deve essere comunque effettuata nel rispetto delle norme e regolamenti vigenti nel
luogo di utilizzo.
Idrocarburo aromatico sintetico
Aromatic synthetic hydrocarbon
Benzyltoulene+Dibenzyltoluene
+Phenylxylilethane
4
Flash p.
Pour p.
144
-67
5 - ELECTRICAL CHARACTERISTICS
5 - CARATTERISTICHE ELETTRICHE
Potenze normalizzate
:
Tensioni nominali standardizzate :
Frequenza nominale
:
Tolleranza sulla capacità
condensatori
:
banchi oltre 10Mvar
:
banchi oltre 30Mvar
:
Perdite: (a Vn-20°C dopo stabilizzazione) :
(temperatura 20°C)
Normalized power
50 ÷ 600 kvar
tab. 1
50Hz (60Hz a richiesta)
(temperature 20°C)
Standardized rated voltage
Rated frequency
Tolerance on the capacitance
capacitors
banks over 10Mvar
banks over 30Mvar
Losses: (at Vn 20°C after stabilizing)
-5% +10%
0% +10%
0% +5%
Dielettrico tutto-film
< 0,01% (< 0,1 w/kwar)
: Dielettrico misto
< 0,06% (< 0,6 w/kwar)
: 50 ÷ 600 kvar
: table 1
: 50Hz (60Hz on request)
:
:
:
:
-5% + 10%
0% + 10%
0% + 5%
All film dielectric
< 0,01% (< 0,1 w/kwar)
: Mixed dielectric
< 0,06% (< 0,6 w/kwar)
Dispositivi di scarica interni
(tensione residua)
Norme
Internal discharge devices
: 50V dopo 5 minuti
: IEC 871 - 1 e 2
CEI 33 - 7 fas.1668
BS - VDE - NEMA
ed altre importanti
norme
(residual voltage)
Standards
Stabilizzazione
Stabilization
tensione e frequenza nominale
e temperature ambiente di 45°C
: 50V after 5 min.
: IEC 871 - 1 and 2
CEI 33 - 7 issue 1668
BS - VDE - NEMA
and other relevant
standards
: 100 h
rated voltage and frequency
and ambient temperature of 45°C
: 100 h
Figura 1
Capacità in funzione della temperatura.
Figure 1
Capacitance vs. temperature curve
Figura 2
Dielettrico misto.
Angolo di perdita in funzione della temperatura.
Figure 2
Mixed dielectric
Loss angle vs. temperature curve
Figura 3
Dielettrico tutto film.
Angolo di perdita in funzione della temperatura.
Figure 3
All film dielectric
Loss angle vs. temperature curve
5
6 - CONDIZIONI DI SERVIZIO
Condizioni ambientali
Classe di temperature (–25/B)
Classe di temperatura (–25/D)
Altitudine massima
Sovratensioni ammesse a
frequenza industriale
Sovrantensione per transitorio
di inserzione
Max valore di cresta del
transitorio di corrente
Massima durata del transitorio
Massimo numero di inserzioni
Massima sovracorrente ammessa
per la presenza contemporanea
di sovratensione e di armoniche
6 - SERVICE CONDITIONS
: installazione per
esterno
: –25°C + 45°C
(Tab. A)
: su richiesta
: 1.000 m (s.l.m.)
: outdoor installation
Temperature category (–25/B)
: –25°C + 45°C
(Table A)
: on request
: 1.000 m (a.s.l.)
Temperature category (–25/D)
Maximum altitude
Overvoltage allowed at
rated frequency
: come da Tabella B
: ≤2
Enviromental conditions
冑2 Vn
: as in Table B
: ≤2
Switching overvoltages
Maximum peak value of
current transient
Maximum duration of transient
Maximum switching operations
Maximum overcurrent allowed
for the simultaneous presence
of overvoltage and harmonics
: 100 In
: 0,5 periodi
: 1.000 all’anno
: I max ≤ 1,3 In
(per C = Cn)
冑2 Vn
: 100 In
: 0.5 periods
: 1,000 per year
: I max ≤ 1.3 In
(per C = Cn)
Tabella A
Massimi valori di temperatura per le diverse classi.
(I valori possono essere rilevati dalle tabelle meteorologiche di temperatura della località di installazione)
Table A
Maximum temperature values for the different categories.
(The temperature values can be found in the meteorological temperature tables covering the installation site)
Massima temperatura dell’aria ambiente (°C) / Maximum ambient air temperature (°C)
Classe
di temp.
Temperature
category
Massimo
assoluto
Upper limit
in un giorno / in one day
in un anno / in one year
A
B
40°
45°
30°
35°
20°
25°
C
D
50°
55°
40°
45°
30°
35°
Massimo valore della temperatura media / Highest mean over any period
Qualora il calore prodotto dai condensatori influenzi la temperatura ambiente, è ammesso un aumento di 5°C dei valori summenzionati (Es:
installazione all’interno).
If the capacitors influence the ambient air temperature the above values can be increased by 5°C (Ex.: internal installation).
Tabella B
Ampiezza delle sovratensioni massime ammesse.
Table B
Maximum permissible overvoltage
Fattore di sovratensione
Overvoltage factor
Massima durata
Maximum duration
1,10 Vn
12 ore al giorno - 12 h per day
1.15 Vn
30' al giorno - 30' per day
1,20 Vn*
5’
1,30 Vn*
1’
Causa / Cause
Fluttuazioni della tensione di rete
Fluctuation in network voltage
Aumento di tensione nei momenti di basso carico
Voltage increase in periods of low load
* Non più di 200 volte nella vita di un condensatore
* Not more than 200 times in the life of the capacitor
6
7 - REFERENCE STANDARDS AND TESTS
7 - NORME DI RIFERIMENTO E PROVE
I condensatori della presente serie sono conformi alle
raccomandazioni dell’International Electrical Commission
IEC - 871-1 e 2 ed. 1987. Essi soddisfano altresì le Norme
Nazionali del Comitato Elettrotecnico Italiano (CEI 33 - 7 fascicolo 1668) ed a quelle dei principali paesi del mondo.
The capacitors in this series comply with the
recommendations of the International Electrotechnical
Commission IEC 871-1 and 2 ed. 1987 as well as the Italian
national standards CEI 33-7-pamphlet 1668 and those of
most major nations.
7.1 - PROVE INDIVIDUALI
7.1 - ROUTINE TESTS
– Misura della capacità (CEI - art. 7)
– Misura della tangente dell’angolo di perdita (CEI - art. 8)
– Prova di tensione fra i terminali a secco, eseguita alla
tensione di 4,3 Vn in. c.c., oppure a 2,15 Vn in c.a. per
10 secondi (CEI - art. 9).
– Prova di tensione verso la cassa a secco (CEI - art. 10).
– Controllo delle resistenze di scarica (CEI - art. 11).
– Verifica dell’ermeticità della cassa (CEI - art. 12).
– Capacitance measurement (IEC - Clause 7)
– Measurement of the loss angle tangent (IEC - Clause 8)
– Voltage test between terminals carried out at 4.3 Vn in
DC or at 2.15 Vn in A.C. for 10 seconds (IEC - Clause 9)
– Voltage dry test between terminals and container
(IEC - Clause 10)
– Internal discharge device test (IEC - Clause 11)
– Sealing test (IEC - Clause 12)
7.2 - PROVE DI TIPO
7.2 - TYPE TESTS
– Misura a temperatura elevata della capacità e della
tangente dell’angolo di perdita (CEI - art. 14).
– Prova di tensione in corrente alternata tra i terminali e il
contenitore (CEI - art. 15).
– Prova di tenuta con tensione ad impulsi ((CEI - art. 16).
– Verifica del rivestimento protettivo esterno della cassa:
(verifica dello spessore del rivestimento protettivo e
verifica dell’aderenza del rivestimento protettivo).
– Measurement of loss angle tangent and capacitance at
high temperature (IEC - Clause 14)
– AC voltage test between terminals and container
(IEC - Clause 15)
– Lightning impulse voltage test (IEC - Clause 16)
– Case protective coating test: (check of the thickness of
the protective coating and its adhesion).
7.3 - PROVE DI QUALIFICAZIONE ESEGUITE SU
MODELLI DURANTE L’OMOLOGAZIONE DEL TIPO
7.3 - DESIGN TESTS ON MODELS
DURING THE HOMOLOGATION OF TYPES
– Prova di stabilità termica (CEI - art. 13)
– Prova di scarica in cortocircuito (CEI - art. 17)
– Prove di invecchiamento (CEI 33-7 all. 2)
• prova di resistenza alle sovratensioni (art. 4.4).
• prova di sovraccarico (art. 4.5).
– Thermal stability test (IEC - Clause 13)
– Short circuit discharge test (IEC - Clause 17)
– Endurance test (IEC 871-2 Clause 4)
• overvoltage test (Clause 4.4)
• overload run (Clause 4.5)
QUALITÀ
QUALITY
Il SISTEMA QUALITÀ della Ducati Energia spa, sezione condensatori, descritti nel Manuale della Qualità è stato fra i primi
in Italia ad essere approvato dal BSI secondo le procedure ISO
9002 (EN 29002): Certificato di Registrazione N. FM22004.
Recentemente è stato approvato dal CSQ secondo le norme
ISO 9001. I condensatori di Alta Tensione sono conformi alle
Direttive comunitarie 89/336 e 92/31 “Compatibilità Elettromagnetica”. La Ducati impiega processi produttivi fortemente
integrati, macchine e tecnologie completamente nuove e
innovative, metodologie del controllo del processo produttivo
basate su accurate specifiche e sulla responsabilizzazione
degli operatori a tutti i livelli.
The QUALITY SYSTEM of Ducati Energia SpA, capacitor
division, as described in Quality Manual, was one of the first
in Italy to be approved by BSI according to ISO 9002 procedures
(EN 29002): Certificate of Registration N. FM22004. Recently
it has been approved by CSQ ISO 9001. HV capacitors comply
with EC Directives 89/336 and 92/31 “Electromagnetic
Compatibility Directive”. Thanks to fully integrated processes,
to completely new and innovative machines and
technolologies, to methodologies of the productive process
control based on accurate specifications and on operator’s
responsibility Ducati Energia is looking to achieve the “ZERO
DEFECT” ambitious target.
7
8 - LIFE REDUCTION DUE TO PERMANENT
OVERVOLTAGES
8 - RIDUZIONE DELLA VITA
PER SOVRATENSIONI PERMANENTI
Le sovratensioni di lunga durata, indicate al paragrafo 6 tab.
B, devono essere contenute entro i limiti di tempo indicati;
diversamente costituiscono una sollecitazione pericolosa
per il dielettrico.
Nella scelta della tensione nominale del condensatore occorre tenere presente che le sovratensioni permanenti danno luogo ad un accorciamento della vita del condensatore.
Per questo motivo è opportuno tenere conto, ad esempio,
dell’aumento che subirà la tensione di rete con l’installazione dei condensatori, inoltre negli impianti dove siano
presenti armoniche queste si traducono in aumenti della
tensione di lavoro dei condensatori, in particolare qualora
si verifichino risonanze. Si dovrà quindi valutare in ogni
situazione il valore più adatto di tensione nominale per il
condensatore.
La curva di figura 4 esprime la diminuzione della vita di un
condensatore, in funzione del coefficiente di sovratensione
permanente.
Analogamente condizioni di servizio che comportino temperature del dielettrico più elevate del previsto, portano ad
una diminuzione della vita del condensatore, secondo una
legge simile a quella di figura 5.
La temperatura assunta dal condensatore è influenzata da
molteplici fattori oltre che dalla tensione di lavoro e dalla
temperatura ambiente, ad esempio dalle condizioni di dissipazione del calore da parte del condensatore, dall’influenza del condensatore sulla temperatura dell’ambiente
di installazione, dalla presenza di armoniche in rete, ecc..
The long-time overvoltages indicated in paragraph 6 - table
B must be contained within the indicated limits of time,
otherwise they represent a dangerous stress for the dielectric.
When choosing the rated voltage of the capacitor it is
important to keep in mind that permanent overvoltages
shorten the life of the capacitor. For this reason it is important
consider, for example, the increase in voltage that the
network will undergo with the installation of the capacitors.
Moreover, the presence of harmonics in systems increases
the working voltage of the capacitors, particularly when
there are resonances. It is therefore necessary to evaluate
the most suitable rated voltage for the capacitor in every
situation.
The curve in Figure 4 shows the decrease in capacitor life as
a function of the coefficient of permanent overvoltage.
In the same way, operating conditions that involve higher
than expected temperatures of the dielectric result in a
decrease of the capacitor life, according to a law similar to
the one in Figure 5.
The temperature assumed by the capacitor is influenced by
numerous factors beyond the working voltage and ambient
temperature: for example, the conditions of heat dissipation
by the capacitor, the influence of the capacitor on the
ambient temperature of the installation site, the presence of
harmonics in the network, etc.
Fig. 4
Diminuzione della vita di un condensatore, in funzione del coefficiente
di sovratensione permanente (a temperatura costante).
Fig. 5
Diminuzione della vita in funzione della temperatura ambiente media
(a tensione costante).
Reduction of capacitor life as a function of the overvoltage coefficient
(at constant temperature).
Reduction of life as a function of the average ambient temperature (at
constant voltage).
8
9 - MOUNTING CAPACITOR
BANKS
9 - MONTAGGIO DEI CONDENSATORI
IN BATTERIA
The capacitors must be lifted using the apposite handles
welded to the side of the case and can be mounted either
vertically or horizontally, but they must not rest on one of
the large sides.
In both mounting positions the capacitors must be fastened
to the mounting rack with bolts.
The minimum distance between two contiguous units is
about 8 cm. The earth terminals (which can withstand a
torque of 30 Nm) are located on the capacitor cover and are
to be connected electrically to the mounting rack.
An expulsion fuse can be mounted on each unit (see par.
14.3).
In banks for power factor correction on lines with relatively
low voltage all of the units of the same phase are generally
connected in parallel. The mounting racks can be earthed
since the entire insulation of the system is supported by the
capacitor.
In other cases (for example, with higher line voltage) two or
more capacitor groups are connected in series: the mounting
racks must be insulated from one another and from the
earth and set at a well-defined potential so that the level of
insulation requested for the bank is greater than that of the
individual capacitor.
When two groups in series are used it is best to use capacitors
with a single insulated pole, connecting the other to the
metallic case. In this way the mounting rack assumes an
intermediate potential between that of the insulated terminals
of the two units.
Per il sollevamento del condensatore si devono utilizzare le
apposite maniglie saldate sulla cassa. I condensatori possono essere montati verticalmente, oppure orizzontalmente,
ma non appoggiati su una delle pareti maggiori.
In entrambe le posizioni di montaggio, i condensatori devono essere fissati con bulloni alla incastellatura.
La distanza minima fra due unità contigue è di circa 8 cm. I
terminali di massa (che sopportano sollecitazioni a torsione
di 30 Nm) sono posti sul coperchio del condensatore e
vanno collegati elettricamente alle incastellature.
È possibile montare su ogni unità un fusibile ad espulsione
(vedi par. 14.3).
Per batterie da rifasamento su linee a tensione relativamente bassa, tutte le unità di una stessa fase sono generalmente
collegate in parallelo: le incastellature possono essere messe a terra, perché l’intero isolamento del sistema è sopportato dal condensatore.
In altri casi (per esempio, tensioni di linea più elevate), si
collegano in serie due o più gruppi di condensatori: le
incastellature devono essere isolate fra di loro e da terra e
poste ad un potenziale ben definito, perché il livello di
isolamento richiesto per la batteria è superiore a quello del
singolo condensatore.
Quando si utilizzano due gruppi in serie conviene ricorrere
a condensatori con un solo polo isolato, collegando l’altro
alla cassa metallica; in questo modo l’incastellatura assumerà un potenziale intermedio fra quello dei poli isolati
delle due unità.
10 - SICUREZZA
10 - SAFETY
Anche se remota, esiste sempre la possibilità che il condensatore esploda, quando andrà in cortocircuito alla fine della
sua vita, e ciò pur avendolo protetto nel miglior modo
possibile. In particolare questo può avvenire con maggiore
probabilità nei condensatori trifase, la cui protezione contro i cortocircuiti richiede margini notevoli, poichè ci si
deve cautelare contro i sovraccarichi permanenti e i transitori di inserzione.
È quindi necessario che i condensatori siano sempre segregati in ambiente idoneo, in modo che nell’eventualità di
esplosione sia esclusa ogni possibilità di danno alle persone e cose.
Questo rischio è inesistente per i condensatori monofase
dei banchi protetti con protezione a squilibrio di corrente,
dove l’evento potrebbe verificarsi solo in caso di guasto a
massa del condensatore, conseguente ad esempio alla fuoruscita totale dell’olio di impregnazione.
There is a remote possibility of the capacitor exploding
when it short circuits at the end of its life span, even though
it has been protected in the best way possible. This situation
is more probable with the three-phase capacitors in which
the protection against short circuits requires significant
margins since it is necessary to protect against permanent
and switching transitory overloads.
It is therefore necessary that the capacitors always be
segregated in a suitable environment in order to eliminate
the risk of damage to people or things in case of explosion.
This risk does not exist for single-phase capacitors in banks
protected by current unbalance protections, in which the
event could arise only in the case of a breakdown of the
capacitor earth as a result of an event such as the total
leakage of impregnating oil.
9
11 - HARMONIC FILTERING
SYSTEMS
11 - SISTEMI DI FILTRAGGIO
ARMONICHE
Tali sistemi sono destinati, oltre che al rifasamento, a ridurre
le componenti armoniche di corrente generate da carichi
non lineari come, forni ad arco, laminatoi ecc.
Con tali dispositivi si contiene a livelli accettabili la
distorsione della tensione che in assenza dei filtri,
raggiungerebbe livelli inaccettabili.
In ogni caso indipendentemente dalla necessità di contenere
il fattore di distorsione, i carichi generanti armoniche
devono comunque essere rifasati con filtri, per evitare il
verificarsi di risonanze che rappresentano situazioni di
estrema pericolosità per l’impianto elettrico a causa delle
sovracorrenti e sovratensioni che ne conseguono.
Per la realizzazione di filtri fino a potenze di circa 10 Mvar
si utilizzano i banchi di condensatori standard, descritti al
paragrafo 17.2, mentre per potenze superiori, quelli di cui
al paragrafo 17.3.
In addition to their role as power factor correction systems,
these systems are also able to reduce harmonic current
components generated by non-linear loads such as arc
furnaces, rolling mills, etc.
These devices keep voltage distortion, which would
otherwise reach unacceptable levels , to within acceptable
limits.
Regardless of the need to contain the distortion factor, loads
which generate harmonics must undergo power factor
correction with filters in order to avoid the occurrence of
resonances which represent a serious hazard for electrical
systems due to the overcurrents and overvoltages they cause.
Standard capacitor banks, such as those described in
paragraph 17.2, are used to make filters with a power up to
about 10 Mvar, whereas the capacitor banks described in
paragraph 17.3 are used for higher powers.
11.1 Quando l’obiettivo principale dell’impianto sia quello
di ridurre il fattore di distorsione della tensione si
devono realizzare dei filtri accordati in prossimità
della frequenza delle armoniche presenti o di alcune
di esse.
– forno ad arco: 2 - 3 - 4 - 5 ecc.
– laminatoio: 5 - 7 - 11 - 13 ecc.
Un sistema di filtraggio può essere costituito da uno o
più filtri, in ogni caso quello con frequenza più bassa
deve essere accordato sulla più bassa frequeza presente
(si può escludere la 2ª nei forni ad arco) gli altri su
tutte le varie frequenze superiori.
Inoltre l’inserzione sulla rete dei vari filtri del sistema
dovrà sempre avvenire contemporaneamente oppure
partendo da quello di rango più basso, viceversa la
disinserzione dei filtri dovrà avvenire o
contemporaneamente o partendo da quello di rango
più elevato.
Normalmente i reattori sono monofase con nucleo in
aria.
Secondo la norma si definisce filtro il gruppo LC
avente frequenza di accordo ft compresa fra
11.1 When the main objective is to reduce the voltage
distortion factor, filters must be made with a frequency
which is set in proximity to the some or all of the
harmonics present.
– arc furnace: 2 - 3 - 4 - 5 etc.
– rolling mill: 5 - 7 - 11 - 13 etc.
A filtering system can consist of one or more filters. In
all cases, the filter with the lowest frequency must be
set to the lowest frequency present ( the 2nd component
on arc furnaces may be excluded) and the others on all
the various higher frequencies.
The filters must always be switched into the system
simultaneously, or starting from the one of the lowest
order; they must be disconnected either simultaneously
or starting from the one of highest order.
Normally the reactors are single-phase with an aircore.
The standard defines the filter as the LC group having
a tuning frequency ft between
0,9 fh < ft < fh
where fh is the frequency of the harmonic to be
filtered.
0,9 fh < ft < fh
dove fh è la frequenza dell’armonica da filtrare.
11.2 Quando l’obiettivo dell’impianto sia unicamente di
rifasare carichi generanti armoniche, si devono
comunque realizzare dei filtri che possono essere
accordati su una sola frequenza al disotto della più
bassa presente. Le frequenze di accordo più usate
sono normalmente:
– 210 Hz corrispondente XL = 6% XC
– 190 Hz corrispondente XL = 7,5% XC
– 145 Hz corrispondente XL = 13% XC
11.2 When the system is intended solely for the correction
of loads which generate harmonics, it is necessary to
realize filters which can be tuned to a single frequency
lower than the lowest frequency present.
The most commonly used tuning frequencies are
normally:
– 210 Hz equivalent
XL = 6% XC
– 190 Hz equivalent
XL = 7.5% XC
– 145 Hz equivalent
XL = 13% XC
I reattori per la realizzazione di questi filtri possono allora
essere trifase ed avere nucleo in ferro.
These filters can be realized with three-phase iron core
reactors.
10
12 - SINGLE PHASE CAPACITORS
12 - CONDENSATORI MONOFASE
Sono espressamente progettati per la costruzione di banchi
trifase destinati al rifasamento o alla realizzazione di filtri di
armonica.
La tensione nominale dei banchi trifase può arrivare fino a
220 KV collegando in serie più unità e assiemandole su
intelaiature isolate da terra.
I banchi trifase devono sempre essere protetti tramite una
protezione a squilibrio e contro il cortocircuito. Possono
essere inoltre previste protezioni contro il sovraccarico.
Nella tabella che segue, dove non indicata, la classe di
isolamento deve essere definita sulla base delle condizioni
di utilizzo.
Tutti i condensatori possono essere forniti sia con due
terminali isolati (I) che con uno solo isolato e l’altro collegato alla cassa (E).
A causa di problemi costruttivi, a certe tensioni non è
possibile realizzare tutta la gamma di potenza, vedere in
tab. 3 per ogni potenza la gamma di tensione realizzabile.
They are specifically designed for the construction of threephase banks for use in power factor correction or in the
realization of harmonic filters.
The rated voltage of the three-phase banks can be high up
to 220 KV connecting several units in series and assembling
them on mounting racks insulated from the earth.
The three-phase banks must always be protected against
short circuits and have an unbalance protection. They may
also have protections against overloads.
In the following table, where not otherwise indicated, the
insulation class must be defined on the basis of the operating
conditions.
All capacitors can be provided either with both terminals
insulated (I) or with only one insulated and the other
connected to the case (E).
Due to manufacturing problems, at certain voltages it is not
possible to produce the entire range of power; see Table 3
for each power the range of voltage that can be realized.
Le unità a 50 Hz possono essere utilizzate anche su reti con
frequenza di 60 Hz, in tal caso le potenze di targa dovranno
essere maggiorate del 20%.
The 50 Hz units can also be used on networks with a
frequency of 60 Hz; in this case the rated power must be
increased by 20%.
Frequenza nominale : 50 Hz
Rated frequency: 50 Hz
Tab. 1: Valori di tensione standardizzati / Table 1: Standardized voltage values
T. targa V
Rated V
1452
1518
1548
1623
1689
1790
2904
3036
3175
3246
3378
3460
3640
4356
4554
4752
4869
5067
T. rete
Network
3.100
5.500
6.000
6.300
T. isol. kV
H.S.V. kV
T. targa V
Rated V
12
12
12
12
12
12
12
12
12
12
12
12
12
5382
5770
6060
6350
6492
6756
7176
7260
7590
7970
8115
8370
8660
8970
9100
9526
9738
10104
T. rete
Network
10.000
10.500
11.000
13.800
14.500
15.000
15.750
16.500
17.500
T. isol. kV
H.S.V. kV
T. targa V
Rated V
12
12
12
12
12
12
24
24
24
24
24
24
24
24
24
24
24
24
10164
10626
10764
11088
11361
11550
11823
12124
12558
12700
12984
13068
13295
13850
14256
14352
14520
14607
Tab. 2: Isolatori passanti / Table 2: Bushings
Tipo
Type
1
2
3
Livello di isolamento
Highest System Voltage
kV
BIL
D
kV
mm
Linea di fuga
Creepage distance
mm
12
24
36
28/75
50/150
70/170
180
260
305
215
470
575
La classe di isolamento 36V è prevista per i soli condensatori con un polo a
massa (E) che dovranno essere installati su un telaio isolato da terra.
The 36V insulation class is only for capacitors with an earthed pole (E) which
must be installed on a mounting frame insulated from the earth.
11
T. rete
Network
20.000
21.000
22.000
23.000
24.000
T. isol. kV
H.S.V. kV
T. targa V
Rated V
24
24
24
24
24
24
24
24
24
24
24
24
24
24
15180
15201
15840
15972
16146
16230
16698
16890
17424
17853
17940
18216
18579
19008
19476
19734
20268
21528
T. rete
Network
T. isol. kV
H.S.V. kV
12.1 - DIMENSIONI DEI CONDENSATORI MONOFASE
12.1 - DIMENSIONS OF THE SINGLE-PHASE CAPACITORS
Fig. 6 - Condensatori con 2 terminali isolati (I)
Fig. 6 - Capacitors with 2 insulated terminals (I)
Fig. 7 - Condensatori con 1 terminale isolato (E)
Fig. 7 - Capacitors with 1 insulated terminal (E)
Tab. 3: Dimensioni, pesi e gamma della tensione / Table 3: Dimensions, weights and voltage range
Highest system voltage
Rated output kvar
12 kV
A mm
B mm
C mm
H tot.mm
24 kV
Weight kg
H tot.mm
Weight kg
Gamma tens.
Voltage range
25
125
150
100
310
13
–
–
1,45-3,64
50
170
150
100
355
16
435
18
1,45-10,1
67
200
150
100
385
18
465
20
1,45-13,8
83
225
150
100
410
20
490
22
1,45-13,8
100
255
150
100
440
22
520
24
1,45-13,8
133
315
150
100
500
27
580
29
1,45-13,8
150
345
150
100
530
29
610
31
1,45-13,8
167
375
150
100
560
31
640
33
1,45-13,8
200
430
150
100
615
35
695
37
1,79-13,8
250
515
150
230
700
42
780
44
3,17-13,8
300
535
175
230
720
49
800
51
3,17-13,8
350
600
175
230
785
55
865
57
3,17-13,8
400
680
175
320
865
62
945
64
3,46-13,8
450
750
175
320
935
68
1015
70
4.35-13,8
500
830
175
320
1015
75
1095
77
4.35-13,8
550
905
175
320
1090
81
1170
83
4.75-13,8
600
970
175
320
1155
87
1235
89
5,38-13,8
Nota: nella gamma indicata si possono realizzare condensatori con i valori di tensione standardizzata della tab. 1
Note: in the range indicated it is possible to produce capacitors with the standardized voltage values in table 1.
12
13 - THREE-PHASE CAPACITORS
13 - CONDENSATORI TRIFASE
I condensatori trifase sono espressamente progettati per il
rifasamento a vuoto di trasformatori e di grossi motori in MT.
Devono essere protetti tramite fusibili HCR, devono inoltre
essere segregati in ambienti chiusi.
Quando i condensatori rifasano un grosso motore, essi
possono essere protetti attraverso gli organi di protezione
del motore stesso, avendo l’avvertenza di modificare la
taratura dei relè adattandola alla corrente più bassa del
motore rifasato.
La Ducati al fine di ottimizzare la standardizzazione del
prodotto ha realizzato i condensatori per le tensioni di rete
normali di 3,3 kV - 5,5 kV - 6,3 kV - 11 kV. Per ciascuna di
queste tensioni il dimensionamento è fatto per i valori di
“Design Voltage” indicati in tabella. Ad esempio un condensatore a 6,3 kV potrà lavorare a 6,6 kV perché è dimensionato per questa tensione. La potenza resa sarà quella
indicata nella relativa colonna. Per reti a tensione intermedia fra quelle standard, si dovrà utilizzare la tensione superiore, con la riduzione di potenza conseguente.
Per tutti la classe di isolamento è 12 kV.
Le unità a 50 Hz possono essere utilizzate anche su reti con
frequenza di 60 Hz, in tal caso le potenze di targa dovranno
essere maggiorate del 20%.
Frequenza nominale : 50 Hz
The three-phase capacitors are specifically designed for
power factor correction of transformers and large motors in
MV. They must be protected with HCR fuses and must be
kept separately in a closed environment.
When the capacitors are used in the power factor correction
of a large motor, they must be protected by the protection
devices of the motor itself, by modifying the setting of the
relay so that it is adapted to the lower current of the motor
subsequent to power factor correction.
In order to optimize the standardization of the product
Ducati produce capacitors for the normal network voltages
of 3.3 kV - 5.5 kV - 6.3 kV - 11 kV. For each of these
voltages sizing is made for the “Design Voltage” values
indicated in the table. For example, a 6.3 kV capacitor can
operate at 6.6 kV as long as it is sized for this voltage. The
rated power will be that indicated in the relative column.
For networks with intermediate voltage between the standard
ones, it is necessary to use the higher voltage with the
resulting reduction in power.
The insulation class is 12kV for all.
The 50 Hz units can also be used on networks with a
frequency of 60 Hz; in this case the rated power must be
increased by 20%.
Rated frequency: 50 Hz
Tab. 4: Valori di tensione standardizzati / Table 4: Standardized voltage values
Design voltage
Rated voltage
Rated power
3.3 kV
5.75 kV
6,6 kV
11,5 kV
3 kV
3,3 kV
5 kV
5.5 kV
6 kV
6.3 kV
6.6 kV
10.5 kV
11 kV
11.5 kV
kvar
kvar
kvar
kvar
kvar
kvar
kvar
kvar
kvar
kvar
Dimensions
BxA-mm
50
41
50
38
47
45
50
55
45
50
55
120 x 200
75
62
75
57
70
67
75
82
67
75
82
150 X 200
100
83
100
77
95
90
100
110
90
100
110
150 x 250
150
125
150
115
140
136
150
165
137
150
165
150 x 300
200
167
200
153
186
181
200
220
182
200
220
150 x 375
250
207
250
190
235
227
250
275
228
250
275
150 x 430
300
250
300
230
280
272
300
330
273
300
330
150 x 500
350
290
350
268
325
317
350
385
320
350
385
150 x 575
400
333
400
306
375
363
400
440
365
400
440
150 x 650
450
375
450
345
417
410
450
495
410
450
495
175 x 625
500
415
500
383
463
455
500
550
455
500
550
175 x 685
25
70-5,5kV 100-11kV 75-11kV
Nota: le colonne in neretto indicano i valori di targa
Note: the columns in bold type indicate the rated values
Fig. 8 - Condensatore trifase
Fig. 8 - Three-phase capacitor
13
14 - CAPACITOR PROTECTION
14 - PROTEZIONE DEI CONDENSATORI
14.1 - PROTEZIONE A SQUILIBRIO
14.1 - UNBALANCE PROTECTION
I banchi trifase di condensatori sono protetti nel modo più
efficace, utilizzando una protezione che verifichi la simmetria fra le fasi del banco stesso. La più utilizzata di queste
protezioni viene realizzata suddividendo il banco in due
stelle, fra i centri delle due stelle viene posto un TA che
alimenta un relè di max corrente omopolare.
Quando si verifica il guasto di un condensatore, il centro
della stella relativa si sposta rispetto al centro della stella
integra, si ha quindi circolazione di corrente nel TA che è in
grado di attivare il relè. Quest’ultimo deve comandare
l’apertura dell’interruttore generale del banco.
La protezione è molto sensibile e può intervenire già con il
guasto del primo elemento capacitivo costituente il condensatore. La protezione interviene molto prima che il
condensatore sia andato in cortocrcuito, si evita quindi la
possibilità di esplosione del condensatore, inoltre l’interruttore apre il suo carico normale e non un cortocircuito.
La presenza di questa protezione rende superfluo l’uso di
fusibili ad espulsione a protezione dei condensatori. È invece opportuno prevedere sempre la protezione contro i
cortocircuiti di quanto c’è a monte dei terminali dei condensatori, in quanto la protezione a squilibrio non vede
questo tipo di guasti.
The three-phase capacitor banks are protected in the most
effective way, using a protection that checks the symmetry
between the phases of the bank itself. The protection most
used among these is realized by subdividing the bank in
two stars; between the centers of the two stars there is a CT
which supplies to a relay of max omopolare current.
When one of the capacitors breaks down, the center of the
relative star moves with respect to the center of the integral
star; in this way there is the circulation of current in the CT
that can activate the relay, which must activate the opening
of the bank’s main switch.
The protection is very sensitive and can intervene with the
breakdown of the first capacitive element constituting the
capacitor. The protection intervenes well before the capacitor
short circuits, thus avoiding the possibility of the capacitor
exploding. Also, the switch opens its normal load and not a
short circuit.
The presence of this protection makes the use of expulsion
fuses superfluous for the protection of the capacitor. It is,
however, important to always have protection against short
circuits that occur “up-line” from the capacitor terminals
since the unbalance protection does not detect this type of
problem.
14.1.1 - TA per protezione a squilibrio
Ha principalmente la funzione di mantenere l’isolamento
del neutro allo stesso livello delle fasi.
– rapporto di trasformazione: 25/5 A
– precisione: 10 P 10
– prestazione: 10 VA
– classe di isolamento: 24 kV
14.1.1 - CT for unbalance protection
Its main function is to maintain the insulation of the neutral
at the same level of the phases.
- transformation ratio: 25/5 A
- precision: 10 P 10
- output: 10 VA
- insulation category: 24 kV
Nelle Fig. 9 e 10 sono riportate le due versioni per installazione all’interno e all’esterno.
Figures 9 and 10 show the two versions for indoor and
outdoor installation.
Fig. 9 - TA isolato in resina per interno (peso Kg 14) cod. 315.41.6880
Fig. 9 -CT resin insulated for indoor installation (weight 14 kg)
code 315.41.6880
Fig. 10 - TA in olio per esterno (peso Kg 30) cod. 415.65.1000
Fig. 10 - CT oil insulated for outdoor installation (weight 30 kg)
code 415.65.1000
14
14.1.2 - Max current relay for unbalance protection
This normal omopolare maximum current relay, insensitive
to the 3rd harmonic, for mounting on the control panel of
the power factor correction system.
It must have an intervention current that can be adjusted in
steps. The intervention time must be about 0.1 seconds.
The relay has only one intervention threshold. If two
thresholds are required, two relays must be used.
14.1.2 - Relè di max corrente per la protezione a squilibrio
Si tratta di un normale relè di massima corrente omopolare,
insensibile alla 3ª armonica, del tipo da incasso, da montare sul quadro di controllo del sistema di rifasamento.
Deve avere corrente di intervento regolabile a step. Il tempo di intervento deve essere di circa 0,1 secondi.
Il relè ha una sola soglia di intervento. Qualora siano
necessarie due soglie si devono utilizzare due relè.
– gamma di regolazione della corrente di intervento:
0,02 ÷ 2,415 A
– passi di regolazione: 0,02 A
– gamma di regolazione del tempo: 0,1 ÷ 21 sec.
- range of the intervention current: 0.02 ÷ 2.415 A
- steps: 0,02A
- time delay range: 0.1 ÷ 21 sec.
Nella fig. 11 è rappresentato lo schema di inserzione del
relè e la dima di foratura.
Figure 11 shows the relay connection diagram and the
drilling template
Fig. 11 - Schema di inserzione del relé e dima di foratura
Fig. 11 - Relay connection diagram and drilling template
14.2 - PROTEZIONE DI SOVRACCARICO
14.2 - OVERLOAD PROTECTION
I banchi trifase possono essere dotati di protezione contro il
sovraccarico. Tale protezione può essere realizzata molto
semplicemente utilizzando due T.A. ed un idoneo relè
trifase di max corrente. I valori di taratura sono:
The three-phase banks can be fitted with protection against
overloads. This protection can be made by simply using
two CT units and a suitable max current three-phase relay.
The setting values are:
– Banco di rifasamento :1,5 volte la corrente nominale
– Sistema di filtraggio : pari al valore efficace della corrente di dimensionamento dei reattori
– Power correction bank: 1.5 times the rated current
– Filtering system: equal to the effective value of the sizing
current of the reactors
In entrambi i casi il tempo di intervento può essere di
qualche secondo.
Può essere fornito un apposito relè multifunzione in
grado di svolgere sia questa funzione che la protezione a
squilibrio.
In both cases the intervention time can be several seconds.
A special multifunction relay can be provided for performing
this function as well as that of unbalance protection.
14.2.1 - TA per protezione di sovraccarico
– rapporto di trasformazione : corr. prim. da definire /5 A
– precisione : 5 P 10
– prestazione : 10 VA
– classe di isolamento : 24 kV
14.2.1 - CT for overload protection
- transformation ratio: prim. curr. to be defined/5 A
- precision: 5 P 10
- output: 10 VA
- insulation class: 24 kV
15
14.3 - FUSIBILI
14.3 - FUSES
Il dimensionamento di qualsiasi tipo di fusibile posto a
protezione di un condensatore, o di un banco di condensatori, deve essere fatto sulla base delle seguenti indicazioni:
The sizing of any type of fuse set to protect a capacitor or
bank of capacitors, must be made on the basis of the
following considerations:
– corrente permanente: compresa tra 1,7 e 3 volte la corrente di targa, per tenere conto di tutti i sovraccarichi
possibili ammessi dalle norme
– corrente di inserzione: presenza o meno delle induttanze
di inserzione
– permanent current: between 1,7 and 3 times the rated
current, to account for all possible overloads admitted by
the standard
– switching current: whether or not limiting inductances
are present
Indicativamente il fusibile deve avere corrente nominale
pari ad almeno 2 volte la corrente di targa del condensatore
ed essere di tipo ritardato.
The fuse should have a rated current approximately equal to
2 times the rated current of the capacitor and must be of the
slow blow type.
14.3.1- Fusibili ACR : vengono utilizzati per proteggere sia
i condensatori trifase che piccoli banchi trifase.
Come già detto in precedenza il condensatore o il banco di
condensatori devono essere opportunamente segregati.
14.3.1 - HCR fuses: these are used to protect both the threephase capacitors as well as small three-phase banks.
As mentioned previously, three-phase capacitor or capacitor
bank must be segregated.
14.3.2- Fusibili ad espulsione : sono applicabili con piena
efficacia nei banchi di grande potenza, realizzati con parecchie decine di unità monofase. I banchi realizzati in
maniera appropriata, almeno 8 unità in parallelo, possono
continuare a funzionare anche con una unità guasta, esclusa dal proprio fusibile ad espulsione, in quanto in questa
situazione, l’aumento di tensione sui condensatori rimasti
buoni è minore del 10% e il banco può continuare a
funzionare con potenza ridotta.
I banchi trifase devono comunque essere dotati di protezione a squilibrio che può essere a due soglie, la prima per
segnalare il guasto di una unità e la seconda per comandare
l’apertura dell’interruttore di manovra quando il guasto,
interessando in seguito altre unità, comporti un aumento
della tensione, sui condensatori buoni, superire al 10%.
Tali fusibili si possono utilizzare anche su piccoli banchi
trifase di soli 6 o più condensatori, in questa situazione il
funzionamento con una unità esclusa non è consentito, in
quanto l’aumento di tensione sui condensatori rimasti è ben
superiore al 10%.
Infine va ricordato che il fusibile ad espulsione è in grado di
sopportare la scarica di un banco di potenza complessiva
non superire a 4 ÷ 5 Mvar. Quando la potenza di una fase
fosse superiore, si dovranno adottare accorgimenti atti a
contenere entro questo limite la potenza complessiva dei
condensatori in parallelo, ad esempio disponendo due o
più sezioni in serie sulla fase stessa.
Il fusibile ad espulsione consente inoltre la rapida localizzazione dell’unità guasta.
In tabella 6 è indicata la serie normale di fusibili ad espulsione nelle due versioni per montaggio verticale ed orizzontale del condensatore. Le due versioni si differenziano
nella molla di trazione del fusibile.
In tabella 5 sono invece rappresentate le curve di intervento.
14.3.2 - Expulsion fuses: these are applied and are fully
effective in high power banks, realized with dozens of
single-phase units. The banks composed in the proper way,
with at least 8 units in parallel, can continue to function
even with a non functioning unit (cut out by its own expulsion
fuse), as long as the increase in voltage on the remaining
good capacitors in this situation is less than 10% and the
bank can continue to operate with reduced power.
The three-phase banks must, however, be equipped with
unbalance protection which can have two thresholds: the
first to signal the failure of a unit, and the second to control
the opening of the main circuit-breaker when the failure,
spreading to other units, causes an increase in voltage
greater than 10% on the good capacitors.
These fuses can also be used in small three-phase banks
with only 6 or more capacitors. In this situation, operation
with an excluded unit is not permitted since the increase in
voltage on the remaining capacitors is well above 10%.
Finally, it should be remembered that the expulsion fuse
can withstand the discharge of a bank having an overall
power not in excess of 4 ÷ 5 Mvar. When the power of a
phase is greater, actions must be taken to contain the
overall power of the capacitors in parallel within this limit,
for example by having two or more sections in series on the
phase itself.
The expulsion fuse also makes it possible to quickly locate
the failed unit.
Table 6 indicates the normal series of expulsion fuses in the
two versions for vertical and horizontal mounting of the
capacitor. The two versions are different in the extension
spring of the fuse.
Table 5, instead, shows the intervention curve.
16
Tab. 5 - Curve d’intervento / Table 5 - Intervention curve
Corrente nom.
Rated current
A
Cond.verticale
Vertical cap.
Part number
Cond.orizzontale
Horizontal cap.
Part number
20
415.65.5010
415.65.0010
30
415.65.5020
415.65.0020
35
415.65.5030
415.65.0030
45
415.65.5040
415.65.0040
63
415.65.5050
415.65.0050
100
415.65.5060
415.65.0060
150
415.65.5070
415.65.0070
200
415.65.5080
415.65.0080
Figura 12
Disposizione del fusibile ad espulsione nel caso di montaggio del
condensatore in posizione verticale e orizzontale.
Figure 12
Arrangement of expulsion fuse in the vertical and horizontal assembly
of the capacitors.
Tab. 6 - Fusibili ad espulsione (peso gr 400)
Table 6 - Expulsion fuses (weight 400 gr.)
15 - INDUCTANCES
15 - INDUTTANZE
15.1 Inrush current limiting reactors
At the moment a capacitor is energized there is a dampened
oscillatory transient of current, the first peak of which reaches
very high levels.
In conformity with the standard , the current of the first peak
must be less than 100 times the effective rated current of the
capacitor. Normally the current peak is limited to acceptable
levels by the inductance of the power supply network.
Instead, when the capacitor or bank is connected to other
capacitors which are already energized the current peak
reaches unacceptable levels. In this situation the connection
of suitable inductances in series to the capacitors or to the
banks makes it possible to contain these current peaks to
within the above-mentioned limits.
The inductance value can be calculated with the formula
indicated in standard IEC 871.
The inductance must have particular characteristics since it
will be exposed to a voltage close to the one on the network
when the bank is connected. In addition, it will have to
withstand the electrodynamic stress associated with the
current peak.
15.1 - Induttanze di limitazione della corrente di inserzione
Al momento della energizzazione di un condensatore si
verifica un transitorio oscillatorio smorzato di corrente, il
cui primo picco può raggiungere livelli molto elevati.
In conformità alla normativa, la corrente di primo picco
deve essere inferiore a 100 volte la corrente nominale
efficace del condensatore.
Normalmente il picco di corrente viene limitato a livelli
accettabili dalla induttanza della rete di alimentazione.
Quando invece il condensatore o il banco viene inserito su
altri condensatori già energizzati, il picco di corrente raggiunge livelli inaccettabili. In questa situazione l’inserimento di idonee induttanze in serie ai condensatori o ai
banchi consente di contenere entro i limiti suddetti il picco
di corrente.
Il valore di induttanza può essere calcolato con la formula
riportata sulla norma IEC 871.
L’induttanza deve avere caratteristiche particolari in quanto, all’inserzione del banco, sarà sottoposta ad una tensione
prossima a quella di rete, inoltre dovrà sopportare gli sforzi
elettrodinamici connessi con il picco di corrente.
17
La fig. 13 mostra le induttanze standard, monofase, aventi
nucleo in aria ed avvolgimento in rame (alla pag. 28 sono
riportati i tipi standard delle induttanze).
Sono inoltre idonee all’installazione all’esterno.
L’induttanza prescelta dovrà avere corrente nominale pari a
1,5 volte la corrente nominale del banco di condensatori.
Le induttanze sono idonee per banchi con classe di isolamento da 12 e 24 KV. Poiché vengono fornite senza isolatore di supporto, esso deve essere scelto con classe di
isolamento idonea al banco sul quale le induttanze verranno installate.
Figure 13 and Table 7 on page 28 show the series of
standard, single-phase inductances having an air core and
a copper winding. They are also suitable for outdoor
installation.
The chosen inductance must have a rated current equal to
1.5 times the rated current of the capacitor bank. The
inductances are suitable for banks with 12 and 24 KV
insulation classes. Since they are provided without support
insulator they must be chosen with the insulation class that
is suitable to the bank where the inductances will be
installed.
Fig. 13 - Dimensioni di ingombro dei reattori di limitazione della corrente di inserzione
Fig. 13 - Overall dimensions of the inrush current limiting reactors.
15.2 - Induttanze di filtro
I filtri sono destinati a cortocircuitare le armoniche presenti
negli impianti elettrici. Sono costituiti da un banco trifase,
di condensatori collegati a stella e da tre induttanze poste in
serie al banco stesso. Il valore di induttanza è tale che, la
frequenza di accordo con la capacità di fase del banco è
prossima alla frequenza dell’armonica da eliminare.
Vengono utilizzate solitamente induttanze monofase
cilindriche, con nucleo in aria, poiché in tal modo il valore
di induttanza non cambia con l’aumentare della corrente.
Il dimensionamento in corrente delle induttanze deve essere fatto sulla base del valore efficace della corrente circolante nell’induttanza stessa, tenendo conto quindi della
corrente fondamentale e delle componenti armoniche che
attraversano il filtro.
Per evitare influenze reciproche delle tre induttanze e verso
parti metalliche magnetiche, intorno a ciascuna di esse
deve essere previsto uno spazio libero indicativamente non
inferiore al raggio dell’induttanza. Le induttanze possono
essere installate affiancate in linea o disposte sui vertici di
un triangolo, in fig. 14 sono indicate le disposizioni e le
distanze minime indicative, fra di loro e verso materiali
magnetici o spire chiuse circostanti. Rispettare sempre le
distanze consigliate dal costruttore.
In casi particolari è possibile disporre i reattori sovrapposti,
riducendo lo spazio occupato in pianta.
Qualora i filtri siano installati all’interno è opportuno verificare che la potenza dissipata da reattori e condensatori non
influenzi la temperatura dell’ambiente di installazione. Se
ciò avvenisse si deve prevedere un’idoneo sistema di scambio di aria con l’esterno.
15.2 - Filter inductances
The filters are for short circuiting the harmonics present in
electrical systems. They are composed of a three-phase
bank, of capacitors in a star connection and of three
inductances set in series in the bank itself. The inductance
value is such that the tuning frequency with the phase
capacitance of the bank is near the frequency of the harmonic
to be eliminated.
Usually single-phase cylindrical inductances with an air
core are used, because in this way the inductance value
does not change with the increase in current. The sizing of
the inductance under current must be made on the basis of
the effective value of the current circulating in the inductance
itself, taking into account fundamental current and the
harmonic components that pass through the filter.
In order to avoid reciprocal influences of the three
inductances toward the magnetic metallic parts, around the
latter there must be a free space which should not be less
than the radius of the inductance. The inductances can be
installed side by side in a line or set on the top of a triangle.
Figure 14 shows the layout and the suggested minimum
distances between the inductances and the surrounding
magnetic materials or closed turns. Always respect the
distances recommended by the manufacturer.
In particular cases it is possible to set the reactors one above
the other, thus reducing the floor space occupied.
Whenever the filters are installed indoors the power dispersed
by the reactors should be checked. Also, ensure that the
capacitors do not influence the air temperature of the
installation area. If this should occur, it will be necessary to
provide a suitable air exchange system with the outside.
18
1
2
Fig. 14 (1) - Approximate dimensions of filtering single-phase reactors
(2) - Configuration of the filter inductances and magnetic
clearance
Fig. 14 (1) - Dimensioni indicative delle induttanze monofase di filtro.
(2) - Disposizione delle induttanze di filtro e distanze magnetiche tra di esse e verso parti metalliche.
16 - ACCESSORIES
16 - ACCESSORI
16.1 - KIT BANCO CONDENSATORI
Il kit comprende tutti gli accessori per l’assemblaggio ed il
collegamento del banco di condensatori, nelle versioni di
cui al paragrafo 17.2. È costituito dai seguenti componenti:
– telaio in acciaio
– collegamenti in rame, sia di fase che per la messa a terra
dei condensatori,
– isolatori portanti,
– bulloneria.
Il banco completo richiede inoltre la scelta dei condensatori monofase, dei componenti la protezione a squilibrio, TA
e relè, ed eventualmente, se richiesti, i fusibili ad espulsione e le reattanze di inserzione, oltre ad altri accessori che si
rendessero necessari.
16.1 - CAPACITOR BANK KIT
The kit includes all of the accessories for the assembly and
connection of the capacitor bank in the versions indicated
in paragraph 17.2. It is composed of the following
components:
– steel frame
– copper connections, for both the phase as well as the
earth of the capacitors,
– supporting insulators
– screws and nuts.
The complete bank also requires the choice of the singlephase capacitors, unbalance protection components relay
and C.T., and if required, the expulsion fuses, limiting
reactors, as well as the necessary accessories.
16.1.1 - Incastellature per banchi trifase
I banchi trifase, costituiti con condensatori monofase, vengono assiemati su apposite intelaiature in acciaio.
Le intelaiature sono realizzate con profilati di acciaio saldati e, per la protezione contro gli agenti atmosferici, sono
zincate a caldo. Lo spessore dello zinco di protezione è di
600 g/m2.
16.1.1 - Frames for three-phase banks
The three-phase banks, composed of single-phase capacitors,
are assembled on apposite steel frames.
The frames are made of welded steel shapes and are hotgalvanized to protect against atmospheric elements. The
protective zinc has a thickness of 600 g/m2.
19
N° Condens.
N° of caps
L mm
Peso
Weight kg.
6
12
18
24
960
1860
2760
3660
140
190
250
290
Fig. 15 - Intelaiatura di supporto per banchi standard di condensatori MT. In tabella è indicato il peso del kit “banco condensatori”.
Fig. 15 - Support framework for standard MT capacitor banks. The table indicates the weight of the capacitor bank kit.
N° Condens.
N° of caps
3+3
4+4
6+6
8+8
H mm
Fusibili espuls. Fusibili interni
Exp. fuses
Internal fuses
L mm
L mm
1110
1360
1860
2360
845
1010
1260
1760
2260
480
Fig. 16 - Intelaiatura monofase per banchi trifase in versione sovrapposta.
Fig. 16 - Single-phase framework for three-phase banks in stacked version.
16.1.2 - Isolatori portanti per esterno
Sono isolatori in porcellana marrone vetrificata della serie
IEC per la classe di isolamento 24 KV.
Vengono utilizzati, sia nella versione per interno che per
esterno, per il supporto dei collegamenti nei banchi trifase e
per il supporto dei reattori di inserzione.
16.1.2 - Supporting insulators for external use
These are glazed brown porcelain insulators of the IEC
series for the 24KV insulation class.
In both the indoor and outdoor version, they are used to
support the connections in the three-phase banks and for
the support of the limiting reactors.
–
–
–
–
–
–
–
–
Tipo : C4-125 classe I
Tensione di esercizio : 24 KV
Linea di fuga : 445 mm
Peso : 6,6 Kg
Fig. 17 - Isolatore portante C4-125.
Fig. 17 - Stand-off insulator C4-125
20
Type: C4 -125 class I
Operating voltage: 24 KV
Creepage distance: 445 mm
Weight: 6.6 kg
H
mm
D
mm
b
mm
c
mm
d
mm
305
140
100
76
76
17 - CAPACITOR BANKS
17 - BANCHI DI CONDENSATORI
I banchi descritti vengono utilizzati sia per il rifasamento
che per la realizzazione dei filtri. In quest’ultimo caso la
loro tensione nominale sarà maggiore di quella della rete di
utilizzo e dovrà essere valutata sulla base del rango dell’armonica e del carico armonico presente.
I banchi di condensatori vengono forniti smontati, completi
di ogni accessorio per il loro funzionamento.
Il collegamento elettrico è a doppia stella con neutro isolato.
Sono dotati di protezione a squilibrio di corrente.
Grado di protezione IP 00.
La standardizzazione prevede telai in grado di contenere da
n° 6 fino a n° 24 condensatori monofase della serie standardizzata. La potenza massima è di 14,4 Mvar con tensione
massima di 24 kV.
Possono essere fornite le seguenti versioni standard, vedi
paragrafo 17.2, e disegni di fig. 18 e 19.
– per installazione all’interno oppure all’esterno. Le due
versioni si differenziano nel TA che è in resina o in olio
rispettivamente.
– con o senza fusibili ad espulsione.
– con o senza reattanze di limitazione della corrente di
inserzione.
Batterie di potenza o tensione superiore, vedi paragrafo
17.3, possono essere realizzate utilizzando le intelaiature
di cui a Fig. 16 sovrapponibili.
The banks described are used for both power factor
correction and the realization of filters. In the latter case
their rated voltage will be greater than that of the network
used and must be evaluated on the basis of the level of the
harmonic rank and of the harmonic load present.
The capacitor banks are provided disassembled, complete
with all accessories for their operation.
The electrical connection is a double star connection with
an insulated neutral. They are equipped with a current
unbalance protection.
Degree of protection IP 00.
The standardization requires frames that can contain from 6
to 24 single-phase capacitors from the standardized series.
The maximum power is 14.4 Mvar with a maximum voltage
of 24 kV.
The following standard versions can be provided (see
paragraph 17.2 and diagrams in Fig. 18 and 19).
– for indoor or outdoor installation. The two versions differ
in that the CT is in resin and in oil respectively.
– with or without expulsion fuses.
– with or without inrush current limiting reactors.
Banks with higher power or voltage (see paragraph 17.3)
can be realized using the stacking frameworks in Figure 16.
Il banco completo è di norma così costituito:
– condensatori monofase
– kit banco condensatori che comprende telaio, isolatori,
collegamenti e bulloneria
– protezione a squilibrio costituita da TA e relè di massima
corrente da incasso su quadro
– accessori vari quali fusibili ad espulsione, induttanze di
limitazione della corrente di inserzione, sezionatori con
lame di terra, protezione di sovraccarico, sistemi di
interblocco a chiave fra banchi diversi.
The complete bank is normally composed as follows:
– single-phase capacitors
– capacitor bank kit which includes frame, insulators,
connections, screws and nuts
– unbalance protection composed of CT and recessed
maximum current relay to be fitted on control panel
– various accessories including expulsion fuses, inrush
current limiting reactors, earthing knife switches, overload
protection, key-operated interblock systems between
different banks.
17.1 - Livello di isolamento
I condensatori monofase devono avere un livello di isolamento compatibile con la rete su cui saranno installati.
Poiché essi sono previsti per essere collegati a stella, la
classe di isolamento del condensatore monofase deve essere riferita alla tensione concatenata della rete su cui verranno installati.
Sono stati standardizzati due livelli di isolamento:
– tensione nominale fino a circa 7 kV:
- livello di isolamento 12 kV - BIL 28/75 kV
– tensione nominale fra 7 kV e 13,85 kV:
- livello di isolamento 24 kV - BIL 50/150 kV
– tensioni al difuori dei limiti suddetti:
- livello di isolamento da definire
17.1 - Level of insulation
The single-phase capacitors must have a level of insulation
that is compatible with the network on which they are
installed.
Since they are designed for a star connection, the insulation
class of the single-phase capacitor must be referred to the
voltage between lines of the network it is to be installed on.
Two levels of insulation have been standardized:
– rated voltage to about 7 kV:
- insulation level 12 kV - BIL 28/75 kV
– rated voltage between 7 kV and 13.85 kV
- insulation level 24 kV - BIL 50/150 kV
– voltage outside of the above-mentioned levels:
- insulation level to be defined.
21
17.2 BANCHI TRIFASE DI CONDENSATORI
17.2 THREE-PHASE CAPACITOR BANKS
Banchi standard, fino a 14.4 Mvar - 24 kV
Standard banks, up to 14.4 Mvar - 24 kV
N° Condens.
L mm
N° of caps
Q. max
Mvar
6
1360
3,6
9 - 12
2260
5,4 - 7,2
15 - 18
3160
9 - 10,8
21 - 24
4060
12,6 - 14,4
H.S.V.
kV
C
mm
100
mm
230
mm
320
mm
12
HT
1145
1275
1365
24
HT
1225
1355
1445
Quota C vedere tab. 3 altezza maniglia dei
condensatori monofase
Dimension C see table 3 handles height of
single-phase capacitors
Fig. 18 - Versione con e senza fusibili ad espulsione
Fig. 18 - Version with or without expulsion fuses
Per i banchi da 6 condensatori con reattore di inserzione è necessario usare il telaio da 12 condensatori.
For 6 capacitor banks with connection reactors it
is necessary to use the 12 capacitor frame.
N° Condens.
L mm
N° of caps
6 - 9 - 12
Q. max
Mvar
2260
3,6 - 5,4 - 7,2
15 - 18
3160
9 ÷ 10,8
21 - 24
4060
12,6 ÷ 14,4
H.S.V.
kV
C
mm
100
mm
230
mm
320
mm
12
HT
1145
1275
1365
24
HT
1225
1355
1445
Quota HL vedere fig. 13 induttanze
Dimension HL see fig. 13 inductances
Fig. 19 - Versione con e senza fusibili ad espulsione e reattori di inserzione
Fig. 19 Version with or without expulsion fuses and connection reactors
햲
햳
Fig. 20 - Electrical diagram
1 - with limiting inductors, without expulsion fuses
2 - without limiting inductors, with expulsion fuses
Fig. 20 - Schemi elettrici
1 - con induttori di inserzione, senza fusibili ad espulsione
2 - senza induttori di inserzione, con fusibili ad espulsione
22
17.3 BANCHI TRIFASE DI CONDENSATORI
17.3 THREE-PHASE CAPACITOR BANKS
Sono i banchi di grande potenza e tensione più elevata, fino
220 kV. Si utilizzano le unità monofase standardizzate.
Possono inoltre essere dotati di fusibili ad espulsione, o
condensatori con fusibili interni.
These are banks with greater power and higher voltage, up
to 220 kV. The standardized single-phase units are used.
They may also be equipped with expulsion fuses or
capacitors with internal fuses.
17.3.1 - Versione fino a 36 kV
17.3.1 - Version up to 36 kV
Banco con 2 sezioni in serie per fase
Tensione nominale 24-36 KV
Versione con fusibili ad espulsione
Bank with 2 sections in series per phase
Rated voltage 24-36 KV
Version with expulsion fuse
Width steel frame (mm)
Nr. capacitors
2
L mm
860
3
4
1110 1360
5
6
7
8
1610
1860
2110
2360
Height bushing (mm)
Highest system voltage (kV)
17,5
24
36
H2
255
305
445
H1
215
255
305
17.3.2 - Version up to 150 kV
17.3.2 - Versione fino a 150 kV
Esempio di banco con 4 sezioni in serie per fase
Versione senza fusibili o con fusibili interni ai condensatori. Può comunque essere realizzata anche con fusibili ad espulsione. In tal caso le quote L sono quelle di
cui a 17.3.1, mentre la quota altezza aumenta di
circa 1/3.
Tensione nominale 24 ÷ 150 kV.
Example of a bank with 4 sections in series per phase.
Version without fuses or with fuses inside the capacitor.
It can also be realized with expulsion fuses. In this
case the dimensions L are those shown in 17.3.1,
while the height increases by about 1/3.
Rated voltage 24 - 150 kV.
Width steel frame (mm)
Nr. capacitors
2
L mm
760
3
4
1010 1260
5
6
7
8
1510
1760
2010
2260
L’altezza complessiva dei banchi dipende dalla classe di isolamento.
Il disegno riporta l’altezza di un banco da 36 kV.
The overall height of the banks depends on the insulation class.
The diagram shows the height of a 36 kV bank.
23
CAPACITORS FOR SPECIAL
WORKING CONDITIONS
CONDENSATORI PER CONDIZIONI
DI SERVIZIO SPECIALI
DUCATI also designs and supplies capacitors for industrial
power factor correction on medium and high voltage lines
which meet particular requirements that standardized series
units are unable to meet.
DUCATI can supply:
– Capacitors for a rated frequency of 60 Hz.
– Capacitors for installation at altitudes over 1,000 m.
– Complete high power banks.
– Filtering systems.
– High voltage power factor correction banks up to 220 kV.
– Capacitors for pulse generators.
– Capacitors for switch test synthetic circuits.
– Capacitor banks for transformer tests.
– Capacitors for protection against overvoltages.
– Banks for high voltage remote control signal injection.
– Capacitors for remote control signal injection devices on
MV networks.
– Cabinets complete with capacitor banks having relative
switching devices and protection units.
La DUCATI progetta e fornisce anche condensatori per
rifasamento industriale su linee di media tensione e di alta
tensione rispondenti a particolari esigenze, non soddisfatte
dalle unità della serie normalizzata.
In particolare la DUCATI può fornire:
– Condensatori per frequenza nominale di 60 Hz.
– Condensatori per installazione ad altezze superiori a 1.000 m.
– Banchi completi di grande potenza.
– Sistemi di filtraggio.
– Banchi di rifasamento in A.T. fino a 220 kV.
– Condensatori per generatori di impulsi.
– Condensatori per circuiti sintetici di prova interruttori.
– Banchi di condensatori per prova trasformatori.
– Condensatori di protezione contro le sovratensioni.
– Banchi per l’iniezione di segnali di telecomando in AT.
– Condensatori per dispositivi di iniezione di segnali di
telecomando su reti MT.
– Armadi completi di condensatori e dei relativi organi di
manovra e protezione.
Configurazione tipica di armadio per uso interno ed esterno completo di: condensatori, sezionatore sottocarico motorizzato,
fusibili, protezione a squilibrio e reattanze di inserzione.
Typical configuration for both indoor and outdoor caninet complete with: capacitors, motor controlled load-break switch,
fuses, unbalance protection, inrush current limiting reactors.
24
DATI PER L’ORDINAZIONE DI UNA BATTERIA TRIFASE
DATA FOR ORDERING A THREE-PHASE BANK
Un banco di condensatori si definisce con le seguenti
caratteristiche:
– Potenza nominale
– Tensione norninale
– Frequenza nominale
– Classe di isolamento
– Classe di temperatura
– Installazione per interno/esterno
– Protezioni primarie e secondarie
– Accessori
A capacitor bank is defined with the following
characteristics:
– Rated power
– Rated voltage
– Rated frequency
– Insulation class
– Temperature category
– Indoor/outdoor installation
– Primary and secondary protections
– Accessories
DATI PER L’ORDINAZIONE DEI CONDENSATORI
DATA FOR ORDERING CAPACITORS
F F - All-Film
DM- Mixed dielectric
MM-Single-phase unit
MT-Three-phase unit
Power in kvar (1st digit 0 if less
than 100 kvar)
Voltage in V (1st digit 0 if less
than 10.000 V)
Highest System Voltage(12 or 24 kV)
Case width in mm
Case height in mm
Terminals:
(only single-phase)
I - all insulated
E - one connected
to case
Case material: N - steel
I - stainless steel
Free digit
Example: FFMM3001200024175535IN
All-film, single-phase, 300kvar, 12kV, 24kV HSV, 175x535 mm, all terminal insulated, steel case.
25
18 - ALCUNE FORMULE DI USO CORRENTE
18 - SOME COMMONLY USED FORMULAS
1 - Aumento di tensione
L’inserimento di un banco di condensatori in parallelo alla
rete, causa un aumento permanente della tensione:
1 - Voltage increase
Connection of a shunt capacitor to the network will cause
the following permanent voltage increase:
∆U
U
Q (Mvar)
S (MVA)
≈
2 - Resonant frequency
A capacitor may be in resonance with a harmonic, in
accordance with the following equation:
2 - Frequenza di risonanza
Un banco di condensatori inserito su una rete avrà la
seguente frequenza di risonanza fo
r=
冑
S (MVA)
Q (Mvar)
fo = r x fr (50/60) (Hz)
3 - Valore di 1° picco della corrente di inserzione:
- di un singolo banco sulla rete
3 - Value of the 1st peak of the inrush transient current:
- switching in of a single capacitor bank:
Is ≈ In
Is =
U =
Xc =
XL =
Q1 =
Q2 =
2S
Q
- switching in of a bank with other already energized banks
- di un banco su altri già energizzati:
Is ≈
冑
U 冑
2
dove Xc = 3U2
冑
Xc XL
(
1 1
+
Q1 Q2
)
10-6
Is = crest of inrush current (A)
U = phase neutral voltage (V)
Xc = series capacitive reactance per phase (Ω)
Xl = inductive reactance per phase between banks (Ω)
Q1 = bank to be switched in (Mvar)
Q2 = sum of already energized banks (Mvar)
1a cresta della corrente di inserzione (A)
tensione fase neutro (V)
reattanza capacitiva in serie per fase (Ω)
reattanza induttiva per fase fra i banchi (Ω)
banco da inserire (Mvar)
somma dei banchi già in tensione (Mvar)
4 - Discharge resistance of single-phase units
4 - Resistenza di scarica di unità monofase
R (MΩ) =
t (sec)
C (µF) loge 冑2 Un
UR
(
)
(V)
(V)
UR = admitted residual voltage
UR = tensione residua permessa
5 - Short circuit power Scc1 “downline” of an AT/MT
5 - Potenza di corto-circuito Scc1 a valle di un trasforstep-down transformer
matore AT/MT
- short circuit power of the transformer
- potenza di corto-circuito del trasformatore
P x 100
Pcc =
Vcc%
- total “downline” of the transformer
- totale a valle del trasformatore
Pcc x Scc
Scc1 =
Pcc + Scc
P = rated load of transformer (MVA)
Vcc% = % of short circuit voltage of the transformer
Scc = short circuit power of the AT network (MVA)
P = potenza di targa del trasformatore (MVA)
Vcc% = tensione di corto-circuito del trsformatore
Scc = potenza di corto-circuito della rete AT (MVA)
26
6 - Power frequency voltage at capacitor terminals of a
filter tuned to frequency ft:
1
k=1+
a2 - 1
6 - Tensione alla frequenza di rete ai capi del condensatore di un filtro accordato alla frequenza ft:
Vc = K x Vr
Vc = voltage at capacitor terminals in a rank a filter
Vr = network voltage at filter input
a = tuning frequency order
Vc = tensione ai capi del cond. del filtro di rango a
Vr = tensione di rete all’ingresso del filtro
a = rango della frequenza di accordo
a=
ft (Hz)
fr (50/60) (Hz)
7 - Frequency of anti-resonance (parallel) of a filter:
7 - Frequenza di antirisonanza (parallelo) di un filtro:
r≈ax
冑
Scc1 (MVA)
Scc1 + a2 Q
r = rango della frequenza di antirisonanza
Q = potenza resa dal filtro ( Mvar)
r = rank of anti-resonance frequency
Q = rated output of the filter (Mvar)
8 - Calcolo dei valori di capacità ed induttanza di un filtro
trifase con banco a stella
8 - Values of capacitance and inductance in a three-phase
filter with capacitor bank star connected
Z=
Vn =
Q =
a =
ω =
Z =
L =
C =
Vn2 (V)
Q (var)
(Ω)
C=
1 - a2
ωxa xZ
2
(F)
L=
Z
ω x (1 - a2)
(H)
Vn = phase to phase voltage of network
Q = output power of filter
a = harmonic order of filter
ω = 2πf of fundamental frequency
Z = impedence
L = inductance
C = fase capacitance
tensione fase-fase di rete
potenza resa dal filtro
rango di accordo del filtro
pulsazione della frequenza fondamentale
impedenza
induttanza
capacità di fase
If capacitor bank is delta connected, phase capacitance will
be C/3.
The voltage at fundamental frequency may be calculated at
a capacitor terminals using the formula of point 6).
Rated voltage of capacitor shuld be the above voltage,
increased of voltage drop of harmonic current flowing in
the filter.
Qualora il banco di condensatori sia collegato a triangolo
la capacità di fase è pari a C/3.
La tensione a frequenza fondamentale ai capi del condensatore può essere calcolata con la formula di cui al punto 6).
Il condensatore scelto dovrà avere una tensione nominale
pari a quella suddetta, maggiorata della caduta di tensione
dovuta alla corrente armonica circolante nel filtro.
27
Codice
Part number
Inductance
uH
Current
A
Ø
mm
H
mm
Weigt
Kg
Corr.term.
Curr. term.
KA-1sec.
Corr.din.
Curr. dyn.
KA
315.99.0361
5
300
315.99.0357
10
200
140
270
6
13
30
315.99.0359
10
250
140
270
6
13
30
315.99.0358
10
300
315.99.0360
10
350
315.99.0355
20
100
315.99.0356
20
150
315.99.0363
20
200
180
250
6
12.5
27
315.99.0367
20
250
315.99.0352
20
300
315.99.0354
30
50
315.99.0365
30
100
315.99.0366
30
150
165
270
9
12.5
28
315.99.0350
30
200
315.99.0369
30
250
315.99.0351
30
300
315.99.0353
40
50
315.99.0368
40
100
150
270
5
5
11
315.99.0348
40
150
160
250
10
12.5
30
315.99.0371
40
200
315.99.0349
40
250
315.99.0362
50
50
315.99.0345
50
100
160
270
5
5
11
315.99.0370
50
150
315.99.0346
50
200
315.99.0347
50
300
315.99.0364
75
50
200
270
6
5
11
315.99.0343
75
100
190
320
9
7
15
315.99.0344
75
150
315.99.0373
75
200
315.99.0340
100
50
170
250
6
5
11
315.99.0341
100
100
315.99.0342
100
150
210
300
12
10
25
315.99.0339
150
60
255
275
12
7
18
315.99.0372
150
100
240
290
16
10
22
315.99.0338
200
60
280
310
13
7.5
16
315.99.0374
200
100
260
340
14
7.5
16.5
315.99.0337
250
50
170
280
9
4.7
12
315.99.0336
300
50
265
320
13
5
15
315.99.0335
350
50
315.99.0334
400
50
315.99.0333
450
25
315.99.0376
500
25
Tab. 7 - Tipi standardizzati di induttanze di inserzione (vedi fig. 13).
Tab. 7 - Standardized types of connection inductances (see fig. 13)
28
PRINTED IN ITALY - 3.000 - 2/2000 - (1231)
29
Due to the continual develompent of our technology, we reserve the right to change the content of present catalogue.
Per la continua evoluzione della nostra tecnologia, ci riserviamo il diritto di cambiare il contenuto del presente catalogo senza preavviso.
Web: www.ducatienergia.com
e-mail: [email protected]
Via M. E. Lepido, 182 - 40132 Bologna, Italy
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