17.4. Автоматическое регулирование мощности конденсаторных установок

Экономичный режим работы системы электроснабжения может быть осуществлен регулированием мощности конденсаторных установок.

Регулирование мощности конденсаторных установок по напряжению на шинах подстанции осуществляется, когда для потребителей предприятия важно обеспечить минимальное отклонение напряжения от номинального значения. Поскольку регулирование мощности конденсаторных установок осуществляется ступенями, регулирование напряжения также происходит ступенями.

Автоматическое регулирование мощности конденсаторной установки по току нагрузки целесообразно осуществлять на подстанциях, график нагрузки которых отличается высокой неравномерностью в течение суток. Число и мощность ступеней регулирования, а также последовательность их включения определяются графиком нагрузки предприятия.

Способ регулирования мощности конденсаторных установок: по направлению реактивной мощности не получил широкого применения в сетях предприятий.

Широкое распространение получил способ автоматического регулирования мощности конденсаторных установок по времени суток на подстанциях, питающих производства с установленной технологией, определяющей .достаточно равномерный график нагрузки.

Автоматическое управление режимов конденсаторных установок может быть одноступенчатым или многоступенчатым. В первом случае при уменьшении реактивной нагрузки происходит автоматическое отключение всей конденсаторной установки. При многоступенчатом управлении осуществляется автоматическое включение и отключение отдельных конден­саторных установок или секций, снабженных своим выключателем.

Принципиальная схема одноступенчатого автоматического управления конденсаторной установкой по напряжению показана на рис. 17.8. В качестве пускового органа в схеме используются реле минимального напряжения. При понижении напряжения на подстанции ниже заданного уровня реле HI сраба­тывает и замыкает свой контакт HI в цепи реле времени В1. С заданной выдержкой времени не менее 2—3 мин реле В1 замыкает свой замыкающий контакт в цепи электромагнита включения, и выключатель включается. После включения конденсаторной установки напряжение в сети несколько увеличивается. Чтобы конденсаторная установка не отключилась, автомати­чески происходит изменение уставки срабатывания реле HI шунтированием добавочного сопротивления ДС, включенного последовательно с катушкой.

При повышении напряжения выше заданного предела (например, 105%) срабатывает реле Н2, которое контактом Н2 замыкает цепь реле времени В2, последнее с выдержкой времени замыкает свой контакт в цепи электромагнита отключения. В результате выключатель отключает конденсаторную установку. Для отстройки схемы управления от кратковременных повышений и понижений напряжения в сети коммутация выключателя происходит с выдержкой времени 2—3 мин, осуществляемой реле времени В1 и В2.

Для отключения конденсаторной установки при срабатывании защиты в схеме предусмотрено промежуточное реле П, которое в зависимости от положения выключателя обеспечивает отключение включенного выключателя или предотвращает включение (размыкая контакт в цепи электромагнита включения) выключателя на короткое замыкание.

Многоступенчатое автоматическое регулирование мощности конденсаторных установок может осуществляться с помощью автоматического регулятора конденсаторов (АРКОН) [12], предназначенного для совместной работы с комплектными конденсаторными установками (ККУ) или отдельными конденсаторными батареями в электрических сетях как напряжением 6 (10) кВ, так и напряжением до 1000 В. Устройство АРКОН реализует комбинированный способ автоматического регулирования реактивной мощности по напряжению с коррекцией или без коррекции реактивным (активным) током и по реактивному току.

Устройство АРКОН (рис. 17.9) состоит из двух частей: командного 1 и управляемых им программных 2 блоков. Командный блок в зависимости от величины входного сигнала с выдержкой времени 1-3 мин выдает программным блокам команды, включения или отключения. Программный блок, состоящий из набора идентичных приставок, осуществляет последо-вательное включение или отключение секций конденсаторной установки КУ. Режим управления конденсаторной установкой возможен как автоматичес-кий, так и ручной.

Регулирование реактивной мощности при резкопеременных нагрузках, обусловливающих многократные переключения конденсаторных установок, осуществляется статическими источниками реактивной мощности (ИРМ), обладающими высоким быстродействием (0,02—0,03 мс). Благодаря осуществлению бесконтактного принципа коммутации, ИРМ, в которых вместо контакторов применены тиристорные ключи, позволяют произвести свыше 20 переключений в 1 с, при которых броски тока и перенапряжения незначительны. Показанное на рис. 17.10 уст­ройство [28] обеспечивает многоступенчатое регулирование реактивной мощности конденсаторной установки, состоящей из трех секций. Конструктивно устройство ИРМ выполнено в виде шкафа управления,содержащего: три блока тиристоров,

Рис. 17.10. Схема электроснабжения с применением

быстродействующих регуляторов мощности КУ

систему управления тиристорами СУ, блок питания БПСУ, измерительную аппаратуру. Каждая фаза трехфазного тиристорного блока, обеспечивающего пофазное управление конденсаторной батареей КБ, состоит из двух тиристоров ТВ, включенных встречно-параллельно.

Принцип коммутации секций конденсаторной батареи заключается в том, что тиристор открывается только при условии равенства напряжения на конденсаторной батарее мгновенному напряжению сети. Закрывается тиристор в момент перехода протекающего по нему тока через нулевое значение, что позволяет также применять ИРМ для компенсации колебаний напряже­ния, возникающих при резкопеременных нагрузках.

Система управления реализует шесть комбинаций включения секций при соотношении мощностей секций конденсаторной батареи 1:2:3, при этом обеспечивается шестиступенчатое регулирование реактивной мощности.

При отключении конденсаторной установки от сети в ней остается электрический заряд, напряжение которого близко напряжению сети в момент разрыва тока. Для быстрого разряда конденсаторов сразу же после их отключения от сети в схемах конденсаторных установок предусматриваются индуктивные или активные сопротивления, подключенные параллельно конденсаторам.

Схемы соединений разрядных сопротивлений в трехфазных конденсаторных установках выполняются треугольником, открытым треугольником и звездой. Наиболее надежной схемой в установках напряжением до 1000 В следует считать соединение треугольником, так как при обрыве одной фазы разряд будет происходить по схеме открытого треугольника во всех трех фазах. Для конденсаторных установок напряжением выше 1000 В в качестве разрядных сопротивлений применяются два однофазных трансформатора напряжения, соединенных в открытый треугольник во избежание образования колебательного контура, увеличивающего перенапряжения при включении конденсаторной установки. Если для конденсаторных установок напряжением до 1000 В ПУЭ рекомендуется в целях экономии электроэнергии работа без постоянного присоединения сопротивлений с автоматическим присоединением их в момент отключения конденсаторов, то в конденсаторных установках напряжением выше 1000 В разрядные сопротивления должны быть постоянно присоединены к конденсаторам.

Для конденсаторных установок, присоединенных через общий выключатель с трансформатором или электродвигателем, разрядные сопротивления не требуются, так как разряд конденсаторов происходит на их обмотки. Надежный способ разряда конденсатора и снижения напряжения на его зажимах при разрыве электрической цепи обеспечивается применением конденсаторов со встроенными разрядными сопротивлениями.