8.2. Конденсаторные установки внутренней установки в сетях 3—10 кВ
Основным средством регулирования напряжения в распределительных сетях является регулирование на шинах 3—10 кВ при помощи трансформаторов с регулированием под нагрузкой (РПН). Однако обеспечение требуемого качества напряжения только путем централизованного регулирования в большинстве случаев бывает недостаточно. Возникает необходимость в применении средств местного регулирования. Наиболее целесообразным средством в этом случае являются КУ, при использовании которых одновременно повышается и экономичность работы сети путем регулирования реактивной мощности.
Рассмотрим различные исполнения конденсаторных установок в зависимости от условий присоединения к распределительной сети 3— 10 кВ. Показанная на рис. 8.2, а КУ 3—10 кВ состоят из ячейки ввода и нескольких ячеек с конденсаторами. В ячейке ввода устанавливаются выключатель, рассчитанный на отключение тока КЗ, трансформаторы тока и ошиновка, для подключения к конденсаторным ячейкам. В конденсаторных ячейках устанавливаются конденсаторы со встроенными разрядными резисторами и индивидуальной защитой малогабаритными предохранителями, соединенными по схеме треугольника. Выключатель, установленный в ячейке ввода, можно использовать для регулирования мощности конденсаторных установок.
Установка, показанная на рис. 8.2,6, в отличие от предыдущей, состоит из ячейки, расположенной в РУ подстанции с выключателем В, рассчитанным на отключение тока КЗ, и ячеек ввода при каждой конденсаторной установки с переключателем (выключателем нагрузки), не рассчитанным на отключение тока КЗ, а предназначенным только для коммутационных переключений. Конденсаторные ячейки могут быть соединены в звезду или треугольник. При отсутствии у конденсаторов встроенных разрядных резисторов в ячейке ввода для разряда конденсаторов предусматривается установка двух однофазных трансформаторов напряжения. Ячейку ввода КУ можно подключить кабелем или шинами к выключателю, расположенному в РУ.
На рис. 8.2,6 приведена КУ, состоящая только из конденсаторов со встроенными разрядными резисторами и индивидуальной защитой малогабаритными предохранителями. Подключение к сети КУ осуществляется через выключатель в РУ подстанции.
Рис. 8.2. Исполнение присоединений конденсаторных установок к сети 3—10 кВ при различных конструкциях ячеек ввода и конденсаторных ячеек
При совместной установке ячейки ввода и ячеек конденсаторов должна быть обязательно предусмотрена возможность установки ячейки ввода (рис. 8.3) как с правой, так и с левой стороны ячеек конденсаторов. Если применять КУ, состоящую из нескольких секций, то каждая ячейка ввода секции должна иметь разъединитель, привод которого должен быть сблокирован с общим выключателем (рис. 8.4). При применении для автоматического регулирования выключателя, установленного на выкатной тележке и обеспечивающего при выкатывании тележки с выключателем в ремонтное положение видимый разрыв цепи, отдельный разъединитель не требуется.
Ячейку типа К-1 с конденсаторами рекомендуется выполнять в виде отдельной однотипной конструкции мощностью 150—300 кВАр на напряжение 6—10 кВ с двух- или трехъярусным расположением шести—девяти однофазных конденсаторов с защитой их индивидуальными предохранителями. В такой однотипной ячейке, в случае необходимости можно, не меняя конструкции ячейки, получить меньшую промежуточную мощность, установив в каждой фазе меньшее количество конденсаторов. Например, при мощности 300 кВАр одной ячейки, имеющей в трех фазах по два конденсатора второго габарита мощностью по 50 кВАр, можно уменьшить мощность ячейки на 150 кВАр, установив в каждой фазе на один конденсатор меньше, и получить мощность ячейки всего 3 • 1 •50=150 кВАр.
Рис. 8.3. Конденсаторные установки с ячейкой ввода, расположенной с правой (а) и левой (б) стороны ячеек с конденсаторами
Рис. 8.4. Конденсаторная установка, состоящая из четырех секций с общим выключателем в КРУ
При изготовлении ячейки конденсаторов более экономично устанавливать конденсаторы большей единичной мощности, т. е. второго габарита. Если в рассмотренной выше ячейке с конденсаторами 3«2-50=300 кВАр применить конденсаторы первого габарита мощностью по 25 кВАр и расположить их в три яруса (рис. 8.5) по три конденсатора в трех фазах, можно получить мощность ячейки на 25 % меньше, т. е. 3-3-25=225 кВАр.
Рис. 8.5. Конструкция конденсаторной ячейки с расположением конденсаторов:
а — первого габарита в три яруса; б — второго габарита в два яруса
Рис. 8.6. Конденсаторные установки с ячейкой ввода (В), находящейся в середине между ячейками с конденсаторами, расположенными в один ряд
В последнем случае будет дополнительно затрачено больше предохранителей, изоляторов и другого вспомогательного оборудования и материалов. Полная стоимость конденсаторной установки, изготовленной из конденсаторов второго габарита, на 13—15 % меньше стоимости конденсаторных установок, изготовленной из конденсаторов первого габарита.
При различной мощности конденсаторных установок конструкции ячеек ввода и конденсаторных ячеек, кроме сечений главных шин, которые должны быть выбраны соответственно току установки, остаются без изменения. Ошиновка конденсаторной установкой должна быть рассчитана на мощность трехфазного КЗ при соответствующем напряжении:
Напряжение, кВ . . . . 10 6 3
Мощность при КЗ, MB-А 300 или 500 200 или 300 100 или 150
Для равномерного распределения нагрузки на главные шины при мощности конденсаторных установок 900—2500 кВАр ячейку ввода целесообразно располагать в середине между ячейками с конденсаторами (рис. 8.6 и 8.7). При установке конденсаторов в производственных помещениях открыто расположенные главные шины и конденсаторы закрываются кожухом из стального листа толщиной 1,5—2 мм, в котором на дверцах и боковых стенках предусматриваются отверстия (жалюзи) для вентиляции.
В ячейках конденсаторы следует жестко прикреплять к металлическим конструкциям, на которых они установлены.
Ответвление от главных шин к конденсаторам во всех случаях необходимо выполнять только гибким проводом или тонкими гибкими шинами для предотвращения возникновения нагрузок на изоляторы конденсаторов при изменении температуры окружающей среды или аварии с соседними конденсаторами.
Конструкция конденсаторных установок должна обеспечивать свободный доступ к конденсаторам и предохранителям, а также допускать легкую замену этих конденсаторов и другой аппаратуры без снятия главных шин. Каждый конденсатор должен быть заземлен соединением имеющегося на корпусе конденсатора болта заземления с металлическим каркасом установки отдельной стальной шиной. Заземление каждой ячейки КУ также должно быть осуществлено присоединением (сваркой) к общему контуру заземления подстанции. Двери ячеек конденсаторные установки должны закрываться на замок, ключи ко всем ячейкам должны быть одинаковы.
Рис. 8.7. Конденсаторные установки 6—10 кВ с расположением конденсаторов в два ряда
Конденсаторная установка без выключателей или переключателей также состоит из ячейки ввода и нескольких ячеек с конденсаторами.
Рис. 8.8. Ячейки вводов без выключателей КУ 3—10 кВ
В ячейке ввода (рис. 8.8) могут быть установлены:
предохранители при групповой защите конденсаторов и два однофазных трансформатора напряжения для разряда конденсаторов (рис. 8.8, а):
только предохранители групповой защиты конденсаторов при применении конденсаторов со встроенными разрядными резисторами (рис. 8.8, б);
только ошиновка соединений конденсаторов, соединенных в звезду или треугольник при применении конденсаторов со встроенными разрядными резисторами и индивидуальной защитой малогабаритными предохранителями (рис. 8.8,в);
разъединители, если несколько КУ будут подключены к одному выключателю в РУ (рис. 8.8,г).
Ячейки с конденсаторами в зависимости от назначения и по конструктивным соображениям могут быть выполнены по однофазной или трехфазной схеме (рис. 8.9).
При соединении по однофазной схеме упрощается конструкция ячейки, так как для всех трех фаз конструкция получается одна и та же, что особенно целесообразно при поточной системе их производства. Конденсаторы внутри ячеек могут быть со встроенными разрядными резисторами или без них, с защитой групповой или индивидуальной с малогабаритными предохранителями. Соединение этих ячеек в звезду или треугольник осуществляется на главных шинах. Одновременно получается четкое разделение в конденсаторных установках по фазам присоединения, что создает удобство при монтаже и эксплуатации.
При соединении по трехфазной схеме конструкция ячейки усложняется из-за различного присоединения выводов конденсаторов с предохранителями к главным шинам разных фаз, что ухудшает наглядность схемы конденсаторных установок при монтаже и во время эксплуатации.
Рис. 8.9. Соединение однофазных конденсаторов внутри конденсаторных ячеек по однофазной (а) и трехфазной (б) схемам
Конструкция конденсаторных установок 3—10 кВ мощностью 600 кВАр с конденсаторами второго габарита, которые защищены индивидуальными предохранителями, показана на рис. 8.10. Установка комплектуется из ячейки ввода и трех одинаковых однофазных конденсаторных ячеек, соединяемых на общих шинах КУ по схеме треугольника. В ячейках конденсаторы располагаются на металлических конструкциях и со стороны обслуживания защищены металлической сеткой.
Открыто расположенные главные шины КУ в случае необходимости могут быть сверху закрыты металлическим кожухом высотой 300 мм. Ошиновка конденсаторной установкой рассчитана на мощность трехфазного КЗ 350 MB-А при напряжении 10 кВ.
Рис. 8.10. Конденсаторная установка 3-10 кВ мощностью 600 кВАр
Рис. 8.11. Непосредственное присоединение конденсаторной установки к силовому трансформатору через ячейку в РУ 6 кВ
На рис. 8.11 приведено исполнение конденсаторной установки 3—10 кВ, непосредственно присоединяемой к ЭП для индивидуальной компенсации их реактивной мощности. Такое исполнение может осуществляться в виде открытой бескаркасной установки конденсаторов на полу или на конструкции вблизи ЭП. При этом изоляторы конденсаторов и кабельная воронка для ЭП выше 1000 В должны быть закрыты кожухом по условиям безопасности.
На рис. 8.12 приведена схема электроснабжения блока вспомогательных цехов трубопрокатного завода на напряжении 6 кВ, в состав которого входят инструментальный и термический цеха, цех ремонта технологического оборудования и др. Электроснабжение блока цехов предусматривается от РУ 6 кВ по радиальным кабельным линиям 6 кВ.
Рис. 8.12. Схема электроснабжения блока вспомогательных цехов трубопрокатного завода на напряжении 6 кВ
Общая расчетная нагрузка на напряжении 6 кВ по блоку цехов составляет 1860 кВ-А и 920 кВАр. К разным секциям РУ 6 кВ присоединяются две двухтрансформаторные подстанции (КТП) мощностью по 1000 кВ-А и две конденсаторной установки типа КУ-П-6 мощностью по 480 кВАр.
Конденсаторная установка и двухцрансформаторная подстанция располагаются в общем помещении за сетчатым ограждением высотой 2000 мм (рис. 8.13). В этом случае задняя сторона КУ обязательно должна быть закрыта металлическим листом. Автоматическое регулирующее, устройство мощности конденсаторных установок по времени суток размещается: электровторичные сигнальные часы типа ЭВЧС-24 — на колонне здания на высоте 2,5 м; блок размножения контактов типа БРВ-2 — на боковой стенке конденсаторной установки на высоте 1,2 м.
Рис. 8.13. План размещения конденсаторных установок типа КУ-И-6 и двухтрансформаторной подстанции в общем помещении
