CONDENSATORI
SISTEMI E FILTRI MT E AT
RIFASAMENTO INDUSTRIALE
CAPACITORS MV AND HV
POWER FACTOR CORRECTION
SYSTEMS AND FILTERS
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2008
1
SISTEMI DI FILTRAGGIO PER FORNI AD ARCO - BATTERIE DI RIFASAMENTO IN ALTA TENSIONE
FILTERING SYSTEMS FOR ARC FURNACES - H. V. POWER FACTOR CORRECTION SYSTEM
2 x 19,5 MVAR - 22,7 KV - 3rd - 4th harmonics
50.4 MVAR - 154 KV - 50 HZ
2
I N D I C E
Caratteristiche costruttive
CONTENTS
4
Sistemi di filtraggio 12
Manufacturing characteristics
Filtering systems
Condensatori monofase 13
Single-phase capacitors
Condensatori trifase 15
Three-phase capacitors
Protezioni 16
Protections
Induttanze 19
Inductances
Accessori 21
Accessories
Banchi di condensatori 23
Sistemi di filtraggio armoniche 27
Applicazioni speciali 28
Formule di uso corrente 29
Capacitor banks
Harmonic filtering system
Special applications
Commonly used formulas
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3
Condensatori
per rifasamento
a media e alta tensione
Power factor correction
capacitors for medium
and high voltage networks
1 - INTRODUZIONE
1 - INTRODUCTION
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.
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.
2 - CARATTERISTICHE COSTRUTTIVE
DELLE UNITA
2 - MANUFACTURING CHARACTERISTICS
OF THE UNIT
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.
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.
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 funzionamento,
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.
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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
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 and the other
5
altre 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:
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 ≥ 200 kVAR (per tensioni più basse)
– tensione ≤ 12 kV (per potenze più alte)
– power ≥ 200 kVAR (for lowest voltages)
– voltage ≤ 12 kV (for highest powers)
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 - COMPATIBILITÀ CON L’AMBIENTE
DEI MATERIALI IMPIEGATI
4 - ENVIRONMENTAL COMPATIBILITY
OF THE MATERIALS USED
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.
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.
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Idrocarburo aromatico sintetico
Aromatic synthetic hydrocarbon
Benzyltoulene+Dibenzyltoluene
+Phenylxylilethane
6
Flash p.
Pour p.
144
-67
5 - CARATTERISTICHE ELETTRICHE
5 - ELECTRICAL CHARACTERISTICS
Potenze normalizzate
Normalized power
: 50 ÷ 800 kVAR
Tensioni nominali standardizzate : tab. 1
Frequenza nominale
: 50Hz (60Hz a richiesta)
Tolleranza sulla capacità
condensatori
: -5% +10%
banchi oltre 10Mvar
: 0% +10%
banchi oltre 30Mvar
: 0% +5%
Perdite: (a Vn-20°C dopo stabilizzazione) : Dielettrico tutto-film
< 0,01% (< 0,1 w/kVAR)
Standardized rated voltage
Rated frequency
Tolerance on the capacitance
capacitors
banks over 10Mvar
banks over 30Mvar
Losses: (at Vn 20°C after stabilizing)
Dispositivi di scarica interni
Internal discharge devices
(temperatura 20°C)
(tensione residua)
Norme
(temperature 20°C)
: 75V dopo 10 minuti
: 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
: -5% + 10%
: 0% + 10%
: 0% + 5%
: All film dielectric
< 0,01% (< 0,1 w/kVAR)
: 75V after 10 min.
: 50V after 5 min.
: IEC 871 - 1 and 2
CEI 33 - 7 issue 1668
BS - VDE - NEMA
and other relevant
standards
Stabilization
tensione e frequenza nominale
e temperature ambiente di 45°C
: 50 ÷ 800 kVAR
: table 1
: 50Hz (60Hz on request)
rated voltage and frequency
: 100 h
and ambient temperature of 45°C
: 100 h
Figura 1
Capacità in funzione della temperatura.
Figure 1
Capacitance 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
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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.)
Enviromental conditions
: 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 冑옽2 Vn
: as in Table B
: ≤ 2 冑옽2 Vn
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)
: 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).
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Tabella B
Ampiezza delle sovratensioni massime ammesse.
Table B
Maximum permissible overvoltage
Fattore di sovratensione
Overvoltage factor
Massima durata
Maximum duration
Causa / Cause
1,10 Vn
12 ore al giorno - 12 h per day
1.15 Vn
30' al giorno - 30' per day
Fluttuazioni della tensione di rete
Fluctuation in network voltage
1,20 Vn*
5’
1,30 Vn*
1’
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
8
7 - NORME DI RIFERIMENTO E PROVE
7 - REFERENCE STANDARDS AND TESTS
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.
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9
8 - RIDUZIONE DELLA VITA
PER SOVRATENSIONI PERMANENTI
8 - LIFE REDUCTION DUE TO PERMANENT
OVERVOLTAGES
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).
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10
9 - MONTAGGIO DEI CONDENSATORI
IN BATTERIA
9 - MOUNTING CAPACITOR
BANKS
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.
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.
10 - SICUREZZA
10 - SAFETY
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.
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.
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11
11 - SISTEMI DI FILTRAGGIO
ARMONICHE
11 - HARMONIC FILTERING
SYSTEMS
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 13 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 13 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.
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12
12 - CONDENSATORI MONOFASE
12 - SINGLE PHASE CAPACITORS
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
1450
1550
1620
1690
1790
2400
2900
3040
3180
3250
3380
3460
3640
3810
4160
4750
4870
5070
T. rete
Network
3.100
4.160
5.000
5.500
6.000
6.300
6.600
7.200
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
12
5380
5770
6060
6350
6490
6930
7180
7260
7590
7970
8120
8370
8660
8970
9100
9530
9740
10100
T. rete
Network
10.000
10.500
11.000
12.000
12.500
13.150
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
10160
10370
10760
11090
11360
11550
11820
12120
12560
12700
12980
13070
13300
13850
14260
14350
14520
14610
T. rete
Network
18.000
18.500
19.200
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
36
36
36
36
15180
15200
15840
15970
16150
16230
16700
16890
17420
17850
17940
18220
18580
19010
19480
19730
20270
21530
T. rete
Network
30.000
31.000
31.500
33.000
34.500
36.000
T. isol. kV
H.S.V. kV
36
36
36
36
36
36
36
36
36
36
36
36
36
36
36
36
36
36
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
≥ 185
≥ 280
≥ 320
215 ÷ 300*
470 ÷ 600*
575 ÷ 900*
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.
* Massima linea di fuga solo su richiesta.
* Maximum creepace distance only on request.
Sales Agent: Sider Electronic Industries Ltd.
Tel: 852-23892522 Fax: 852-23574546
Email: [email protected] URL: www.sider.com.hk
13
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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
12 kV
24 kV
H tot.mm
kVAR
A mm
B mm
C mm
H tot.mm
Weight kg
25
125
150
100
310
13
–
–
1,45-3,64
50
160
150
100
340
14
420
16
1,45-10,1
67
180
150
100
360
16
440
18
1,45-13,8
83
200
150
100
380
18
460
20
1,45-13,8
100
230
150
100
410
20
490
22
1,45-13,8
133
280
150
100
460
24
540
26
1,45-13,8
150
300
150
100
480
26
560
28
1,45-13,8
167
320
150
100
500
28
580
30
1,45-13,8
200
370
150
100
550
32
630
34
1,79-13,8
250
440
150
100
620
38
700
40
3,17-13,8
300
515
150
230
695
44
775
46
3,17-13,8
350
590
150
230
770
50
850
52
3,17-13,8
400
560
175
230
740
56
820
58
3,46-13,8
450
630
175
230
810
61
890
63
4.35-13,8
500
690
175
230
870
68
950
70
4.35-13,8
550
750
175
320
930
73
1010
75
4.75-13,8
600
650
700
750
800
810
830
870
1000
1040
175
175
175
175
175
320
320
320
360
360
990
1010
1050
1180
1220
78
83
87
91
99
1070
1090
1130
1260
1300
80
85
89
93
101
5,38-13,8
5,38-13,8
5,38-13,8
5,38-13,8
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.
14
Weight kg
Gamma tens.
Voltage range
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13 - CONDENSATORI TRIFASE
13 - THREE-PHASE CAPACITORS
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
3,3 kV
5,75 kV
6,6v
11,5 kV
Rate voltage
2,7 kV
3 kV
3,3 kV
5 kV
5,5kV
5,75 kV
6 kV
6,3 kV
6,6 kV
10,5 kV
11 kV
11,5 kV
Dimensions
Rate Power
kVAR
kVAR
kVAR
kVAR
kVAR
kVAR
kVAR
kVAR
kVAR
kVAR
kVAR
kVAR
BxA - mm
50
33
41
50
38
47
50
45
50
55
46
50
55
120x200
75
50
62
75
57
70
75
68
75
82
68
75
82
150x200
100
50
83
100
76
90
100
91
100
110
91
100
109
150x250
150
100
124
150
113
137
150
136
150
165
137
150
164
150x300
200
133
167
200
151
183
200
181
200
220
182
200
219
150x375
250
167
207
250
190
230
250
227
250
275
228
250
273
150x430
300
200
250
300
230
275
300
272
300
330
273
300
328
150x500
350
235
290
350
265
320
350
317
350
384
319
350
383
150x575
150x650
400
270
333
400
302
366
400
363
400
439
364
400
437
450
301
372
450
340
412
450
408
450
494
410
450
492
175x625
500
335
413
500
378
457
500
454
500
549
456
500
546
175x685
550
368
455
550
416
503
550
499
550
604
501
550
601
210x685
600
402
496
600
454
549
Nota: le colonne in neretto indicano i valori di targa
Note: the columns in bold type indicate the rated values
600
544
600
659
547
600
656
210x710
Fig. 8 - Condensatore trifase
Fig. 8 - Three-phase capacitor
15
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14 - PROTEZIONE DEI CONDENSATORI
14 - CAPACITOR PROTECTION
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: 5 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: 5 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.
RATING PLATE
POSITION
SECONDARY AND
EARTHING TERMINALS
PG 16
47
4 x ø 11
225
200
270
149.5
118
135
43
278
P1
P2
160 MAX
C1
M 12
C2
10 MAX
299
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 isolato in resina per esterno (peso Kg 20)
cod. 315.67.0054
Fig. 10 - CT resin insulated for outdoor installation (weight 20 Kg)
code 315.67.0054
16
341
50
333
86
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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.
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.
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
- range of the intervention current: 0.02 ÷ 2.415 A
- steps: 0,02A
- time delay range: 0.1 ÷ 21 sec.
50-51-51N PROTECTION
51N PROTECTION
Fig. 11 - Schema di inserzione del relé per la protezione da sovraccarico cortocircuito (50-51) e squilibrio (51N)
Fig. 11 - Relay connection diagram for overload short-circuit (50-51) and unbalance (51N) protection
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
17
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 1,5 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 1,5 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 HRC : 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 - HRC 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 singlephase 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.
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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 - INDUTTANZE
15 - INDUCTANCES
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.
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.
19
La fig. 13 mostra le induttanze standard, monofase, aventi
nucleo in aria ed avvolgimento in rame (alla pag. 30 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 30 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.
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Tel: 852-23892522 Fax: 852-23574546
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20
1
2
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.
Fig. 14 (1) - Approximate dimensions of filtering single-phase reactors
(2) - Configuration of the filter inductances and magnetic clearance
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16 - ACCESSORI
16 - ACCESSORIES
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.
21
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
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
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22
17 - BANCHI DI CONDENSATORI
17 - CAPACITOR BANKS
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.
Sales Agent: Sider Electronic Industries Ltd.
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23
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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
6
Q. max
Mvar
1360
4,8
9 - 12
2260
7,2 - 9,6
15 - 18
3160
12 - 14,4
21 - 24
4060
16,8 - 19,2
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
Q. max
Mvar
6 - 9 - 12
2260
4,8 - 7,2 - 9,6
15 - 18
3160
12 - 14,4
21 - 24
4060
16,8 - 19,2
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 - Schemi elettrici
1 - con induttori di inserzione, senza fusibili ad espulsione
2 - senza induttori di inserzione, con fusibili ad espulsione
Fig. 20 - Electrical diagram
1 - with limiting inductors, without expulsion fuses
2 - without limiting inductors, with expulsion fuses
24
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
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L1
2550
L2
Banco con fusibili interni e 2 sezioni in serie per fase
Tensione nominale 24-36 kV
Bank with internal fuses and 2 sections in series per phase
Rated voltage 24-36 kV
L3
L1
L2
1250
R S T
CT
N
25
MVAR
L1
L2
4,8
760
1360
6,0
1020
1620
7,2
1080
1680
8,4
1200
1800
9,6
1940
2140
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17.3.2 - Versione fino a 170 kV
17.3.2 - Version up to 170 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 ÷ 170 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 - 170 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.
2500
7100
7555
1000
L1
2250
2250
1010
9500
11200
Esempio di Banco di rifasamento in Alta Tensione completo di reattanze
di inserzione, 132-170 kV. Versione con fusibili esterni, configurazione
doppia stella isolata e protezione a squilibrio.
Example of High Voltage capacitor bank with inrush current limiting
reactors, 132-170 kV. Version with external expulsion fuses, Y-Y ungrounded
configuration and unbalance protection.
L2
R-S-T
L3
4100
L1
CT
2500
2150
10300
Esempio di banco di rifasamento in Alta Tensione, 132-170 kV.
Versione con fusibili interni, configurazione ponte ad H e protezione a
squilibrio (vedere schema elettrico semplificato).
N
Example of High Voltage capacitor bank, 132-170 kV.
Version with internal fuses, H-bridge configuration and unbalance
protection (see electrical diagram).
26
18 - SISTEMI DI FILTRAGGIO ARMONICHE
18 - HARMONIC FILTERING SYSTEM
Ducati progetta e fornisce di sistemi di filtraggio armoniche
completi di protezioni fino a 52 kV.
Ducati designs and supplies harmonic filtering systems
equipped with protections up to 52 kV.
T.O.P. MV POWER CABLE
filter of 7th
3250
filter of 5th
METALLIC FENCE
1
2
5
-QS1
6
9
1
7
9
3
2
3
C2
9000
6
7
2C
C1
7500
C1
8
8
2C
1P
P1
C2
C1
C1
-QS2
-QS3
1
2
Filter of 5th
Filter of 7th
11000
R S T
-QS1
ELECTRIC DIAGRAM
POWER CIRCUIT
PFC - F5th+F7th
5
8
In figura si riporta un impianto di filtraggio di 5a e 7a
armonica completo di sezionatore generale, sezionatori
di filtro, TA di fase per la protezione da sovraccarico e
corto circuito e TA di squilibrio per la protezione contro
i guasti interni al condensatore.
9
-QS2
6
-QS3
1
6
The picture shows a filtering system of 5th and 7th
harmonic equipped with general switch, fi ltering
switches, phase CT as to grant overload and short
circuit protection and unbalance CT to protect against
capacitor's internal faults.
2
3
4
7
FILTER OF 5th
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Tel: 852-23892522 Fax: 852-23574546
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7
FILTER OF 7th
27
19 - CONDENSATORI E SISTEMI PER
CONDIZIONI DI SERVIZIO SPECIALI
19 - CAPACITORS AND SYSTEMS FOR
SPECIAL WORKING CONDITIONS
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 DUCATI fornisce:
– 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 Alta Tensione 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.
– Quadri completi di condensatori e dei relativi organi di
manovra e protezione (vedere esempi sottostanti).
– Quadri completi con sistemi di filtraggio (automatici o
fissi).
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.
Specifically DUCATI supplies:
– 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.
– Complete cabinets with capacitor banks having relative
switching devices and protection (see examples below).
– Complete cabinets with filtering systems (automatic or
fixed).
Quadro di rifasamento automatico con reattanze di filtro.
Automatic PFC panel equipped with filter reactors.
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Quadro di rifasamento fisso con reattanze di inserzione.
Fixed PFC panel with inrush current limiting reactors.
Configurazione tipica di armadio per uso interno ed esterno: condensatori, sezionatore sottocarico motorizzato, fusibili,
protezione a squilibrio e reattanze di inserzione o di filtro.
Typical configuration for both indoor and outdoor cabinet: capacitors, motor controlled load-break switch, fuses, unbalance
protection, inrush current limiting reactors or filter reactors.
28
20 - FORMULE DI USO CORRENTE
20 - COMMONLY USED FORMULAS
1 - Aumento di tensione
L’inserimento di un banco di condensatori in parallelo alla
rete, causa un aumento permanente della tensione:
ΔU
U
1 - Voltage increase
Connection of a shunt capacitor to the network will cause
the following permanent voltage increase:
Q (Mvar)
S (MVA)
≈
2 - Frequenza di risonanza
Un banco di condensatori inserito su una rete avrà la seguente frequenza di risonanza fo
r=
2 - Resonant frequency
A capacitor may be in resonance with a harmonic, in
accordance with the following equation:
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
- di un banco su altri già energizzati:
冑
2S
Q
- switching in of a bank with other already energized banks
U 冑
2
Is ≈
冑
Xc XL
dove Xc = 3U2
(
1 1
+
Q1 Q2
)
10-6
Is = 1a cresta della corrente di inserzione (A)
U = tensione fase neutro (V)
Xc = reattanza capacitiva in serie per fase (Ω)
XL = reattanza induttiva per fase fra i banchi (Ω)
Q1 = banco da inserire (Mvar)
Q2 = somma dei banchi già in tensione (Mvar)
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)
4 - Resistenza di scarica di unità monofase
4 - Discharge resistance of single-phase units
t (sec)
R (MΩ) =
C (µF) loge 冑
2 Un
UR
(
UR = tensione residua permessa
)
(V)
(V)
UR = admitted residual voltage
5 - Potenza di corto-circuito Scc1 a valle di un trasformatore
5 - Short circuit power Scc1 “downline” of an AT/MT stepAT/MT
down transformer
- potenza di corto-circuito del trasformatore
- short circuit power of the transformer
P x 100
Pcc =
Vcc%
- totale a valle del trasformatore
- total “downline” of the transformer
Pcc x Scc
Scc1 =
Pcc + Scc
P = potenza di targa del trasformatore (MVA)
Vcc% = tensione di corto-circuito del trsformatore
Scc = potenza di corto-circuito della rete AT (MVA)
P = rated load of transformer (MVA)
Vcc% = % of short circuit voltage of the transformer
Scc = short circuit power of the AT network (MVA)
6 - Tensione alla frequenza di rete ai capi del condensatore
di un filtro accordato alla frequenza ft:
6 - Power frequency voltage at capacitor terminals of a
filter tuned to frequency ft:
1
k=1+
2
a -1
Vc = K x Vr
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=
Vc = voltage at capacitor terminals in a rank a filter
Vr = network voltage at filter input
a = tuning frequency order
ft (Hz)
fr (50/60) (Hz)
29
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7 - Frequenza di antirisonanza (parallelo) di un filtro:
7 - Frequency of anti-resonance (parallel) of a filter:
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
Vn2 (V)
Z=
Vn =
Q =
a =
ω =
Z =
L =
C =
Q (var)
(Ω)
C=
1 - a2
ωxa xZ
2
tensione fase-fase di rete
potenza resa dal filtro
rango di accordo del filtro
pulsazione della frequenza fondamentale
impedenza
induttanza
capacità di fase
ω x (1 - a2)
(H)
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.
21 - REATTANZE DI INSERZIONE STANDARD
Inductance Current Ø
mm
uH
A
Z
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
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.
Codice
Part number
L=
(F)
21 - INRUSH CURRENT LIMITING REACTORS STANDARD
Corr.term. Corr.din.
H Weigt
Curr. term. Curr. dyn.
mm
Kg
KA-1sec.
KA
Codice
Part number
Inductance Current Ø
mm
uH
A
315.99.0361
5
300
315.99.0345
50
100
315.99.0357
10
200
140
270
6
13
30
315.99.0370
50
150
315.99.0359
10
250
140
270
6
13
30
315.99.0346
50
200
315.99.0358
10
300
315.99.0347
50
300
315.99.0360
10
350
315.99.0364
75
315.99.0355
20
100
315.99.0343
75
315.99.0356
20
150
315.99.0344
75
150
315.99.0363
20
200
315.99.0373
75
200
315.99.0367
20
250
315.99.0340
100
50
315.99.0352
20
300
315.99.0341
100
100
315.99.0365
30
100
315.99.0342
100
315.99.0366
30
150
315.99.0339
315.99.0350
30
200
315.99.0372
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
315.99.0362
50
Corr.term. Corr.din.
H Weigt
Curr. term. Curr. dyn.
mm
Kg
KA-1sec.
KA
160
270
5
5
11
50
200
270
6
5
11
100
190
320
9
7
15
170
250
6
5
11
150
210
300
12
10
25
150
60
255
275
12
7
18
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
315.99.0335
350
50
315.99.0334
400
50
265
320
13
5
15
250
315.99.0333
450
25
50
315.99.0376
500
25
180
165
250
270
6
9
12.5
12.5
27
28
Tab. 7 - Tipi standardizzati di induttanze di inserzione (vedi fig. 13).
Tab. 7 - Standardized types of connection inductances (see fig. 13)
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30
SISTEMI DI FILTRAGGIO PER FORNI AD ARCO - BATTERIE DI RIFASAMENTO IN ALTA TENSIONE
FILTERING SYSTEMS FOR ARC FURNACES - H. V. POWER FACTOR CORRECTION SYSTEM
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36 MVAR - 110 KV - 50 HZ
2 MVAR - 12 KV - 50 HZ - PFC panels with switch and inrush current limiting reactors
31