В результате анализа графика нагрузок промышленного предприятия может оказаться, что равномерно распределенная нагрузка между фазами резко меняется в течение дня, причем рост и снижение полной нагрузки сопровождаются соответствующими изменениями реактивной мощности. В этих условиях регулирование мощности конденсаторной установки целесообразно осуществить по току нагрузки с помощью двух токовых реле, установленных на вводе подстанции. Одно из реле включает конденсаторную установку при росте нагрузок, другое отключает ее при снижении нагрузок. Изменяя уставки тока срабатывания реле с учетом их коэффициента возврата, можно обеспечить автоматическое регулирование мощности конденсаторных установок при различных нагрузках на вводе подстанции.
Для отстройки от кратковременных понижений и повышений тока в схеме предусматриваются два реле времени типа РВП-2, действующие с выдержкой времени порядка 2—3 мин.
В качестве пускового органа могут быть использованы токовые репе: индукционные, электромагнитные, например серии РТ-80; РТ-40, РЭВ, РТВ, имеющие коэффициент возврата соответственно 0,85; 0,8; 0,7. Для более точного регулирования и уменьшения диапазона между регулируемыми нагрузками следует применять токовые реле с более высоким коэффициентом возврата. В случае неравномерности нагрузки по отдельным фазам для правильной работы схемы пусковые токовые
реле включения и отключения конденсаторной установки надо подсоединять на одну из фаз трансформаторов тока.
На рис. 30 приведена схема одноступенчатого автоматического регулирования по току нагрузки с применением двух электромагнитных токовых реле типа РТ-40, установленных на вводе подстанции с примерной программой включения и отключения конденсаторной установки.
Рис. 30. Схема одноступенчатого автоматического регулирования по току нагрузки.
При нагрузке на вводе подстанции меньше уставки тока включения 5 А конденсаторная установка остается отключенной. При увеличении нагрузки до значения тока 5 А срабатывает реле 1Т и замыканием своего контакта в цепи реле времени 1В с выдержкой времени 2—3 мин дает импульс на включение конденсаторной установки. Токовое реле 2Т, имея ток уставки 3 А, должно также сработать, однако отключение конденсаторной установки при этом не происходит, так как размыкающий контакт этого реле размыкается, а замыкающий блок-контакт автомата К в цепи 2В замыкается и тем самым подготовляется цепь для отключения конденсаторной установки. При снижении нагрузки на вводе подстанции до 3 А срабатывает реле 2Т и замыканием своего контакта в цепи 2В с выдержкой времени 2— 3 мин дает импульс на отключение конденсаторной установки.
Для более точной настройки автоматики или при наличии других типов токовых реле могут быть выполнены и другие схемы. Например, на рис. 31 приведена схема одноступенчатого автоматического регулирования по току нагрузки с включением двух токовых реле через дополнительное промежуточное реле 1П, которое регулирует очередность включения реле 1Т и 2Т в зависимости от их срабатывания по заданному току нагрузки.
Рис. 31. Схема одноступенчатого автоматического регулирования по току нагрузки.
1Т, 2Т — реле электромагнитные токовые с замыкающими контактами РТ-40/6; П. 1П — реле промежуточные РП-25.
Для осуществления многоступенчатого автоматического регулирования по току нагрузки могут быть использованы схемы одноступенчатого автоматического регулирования по току нагрузки. На рис. 32 приведена принципиальная схема многоступенчатого автоматического регулирования по току нагрузки двух конденсаторных установок с примерной программой включения и отключения, действующая аналогично схемам одноступенчатого автоматического регулирования по току нагрузки. Для конденсаторной установки № 1 принимается уставка тока включения 4 А для реле 1Т и уставка тока отключения 2 А для реле 2Т. Для конденсаторной установки № 2 принимается уставка тока включения 5 А для реле ЗТ и уставка тока отключения 3 А для реле 4Т.
При небольшой нагрузке конденсаторные установки находятся в отключенном состоянии, так как хотя реле 2Т и 4Т сработали и контакты их замкнуты, но открыты блок-контакты выключателей. При росте нагрузки и достижении тока 4 А срабатывает реле 1Т и с выдержкой времени включает конденсаторную установку № 1. При дальнейшем росте нагрузки срабатывает реле ЗТ и также с выдержкой времени включает конденсаторную установку № 2. При снижении нагрузки до ЗА срабатывает реле 4Т и с выдержкой времени отключает конденсаторную установку № 2, а при дальнейшем снижении нагрузки срабатывает реле 2Т и отключает конденсаторную установку № 1.
Рис. 32. Принципиальная схема многоступенчатого автоматического регулирования по току нагрузки несколькими конденсаторными установками напряжением 3 — 10 кВ.
Многоступенчатое автоматическое регулирование по току нагрузки может быть осуществлено для напряжения до 1000 В с помощью контакторов типа КТВ, установленных на каждой конденсаторной установке, и электромагнитных токовых реле типа РЭВ. действующих с выдержкой времени. На рис. 33 приведена принципиальная схема многоступенчатого автоматического регулирования по току нагрузки двух конденсаторных установок, подключенных к шинам подстанции через контакторы.
Одним из устройств по компенсации реактивной мощности, выполненных на полупроводниковых элементах и предназначенных для автоматического управления одноступенчатой конденсаторной установки по величине полного тока нагрузки в сетях переменного тока частотой 50 Гц и напряжением 380 В, является устройство типа ВАКО [16] (выключатель автоматический конденсаторный). Выключатель действует по принципу реле: если входной ток превышает величину выбранной уставки включения, устройство с выдержкой времени включает контактор конденсаторной установки, отключение контактора также происходит с выдержкой времени, когда входной ток становится меньше выбранной уставки отключения. Устройство ВАКО отключает конденсаторную установку с выдержкой времени или блокирует ее включение, если напряжение в сети 1,1 номинального значения и выше.
Рис. 33. Принципиальная схема многоступенчатого автоматического регулирования по току нагрузки несколькими конденсаторными установками напряжением 380 В.
Устройство ВАКО предназначено для одноступенчатого управления, однако оно может быть использовано и для многоступенчатого регулирования. При наличии на предприятии нескольких конденсаторных установок с индивидуальными устройствами ВАКО можно путем выбора различных уставок тока включения и отключения в пределах, допускаемых устройством, установить такой порядок включения и отключения конденсаторных установок, который осуществлял бы их многоступенчатое автоматическое регулирование по величине полного тока нагрузки.
Токовая цепь устройства ВАКО рассчитана на номинальный ток 5 А. Напряжение питания 220 и 380 В
переменного тока 50 Гц. Допустимое отклонение ±15% номинального напряжения. Выбор уставок тока дискретный, независимый и соответствует величинам: уставка включения 1,5; 2,0; 2,5; 3,0; 3,5; 4,0; 4,5 А, уставка отключения 1,0; 1,5; 2,0; 2,5; 3,0; 3,5; 4,0 А. Потребляемая мощность цепи тока 3,0 В-А, цепи напряжения 15 В-А. Коэффициент возврата равен единице. Основная относительная погрешность уставок включения и отключения—не более ±2,5%.
Выдержка времени фиксированная и составляет не менее 75 с во всем диапазоне изменения напряжения питания и температуры. Исполнение устройства ВАКО соответствует работе при температурах от —40 до +40° С и верхнем пределе относительной влажности 98% при 20° более низких температурах без конденсации влаги.
Устройство ВАКО может быть использовано для управления как на новых, так и на действующих конденсаторных установках. На рис. 34 приведена схема одноступенчатого регулирования по полному току нагрузки с регулятором ВАКО.
При установке устройства ВАКО необходимо присоединить заземляющий провод к зажиму 28, вторичную обмотку трансформатора тока нагрузки — к зажимам 26 и 27, напряжения питания 220 В — к зажимам 25 и 24, напряжение 380 В — к зажимам 25 и 23, цепь управления выключателем — к зажимам 21 и 22, а также установить требуемые уставки: включения — при помощи переключателя «Уставки Вкл». отключения — при помощи переключателя «Уставки Откл».
Рис. 34. Схема одноступенчатого автоматического регулирования по полному току нагрузки регулятором ВАКО.
Конструкция устройства ВАКО смонтирована на пластмассовом основании, к которому крепится шасси с лицевой панелью. Для защиты от механических повреждений узлов и деталей устройство ВАКО закрывается глухим металлическим кожухом и крышкой. На лицевой панели размещены переключатели «Уставки Вкл» и «Откл», предохранитель и контрольные зажимы логического элемента. Обозначение положений переключателей соответствует уставкам тока.
Устройство ВАКО устанавливается на щитах толщиной до 30 мм и имеет как переднее, так и заднее присоединение. Масса устройства ВАКО не более 7 кг. Основные размеры: длина 255, ширина 175 и высота 235 мм. Устройство ВАКО поставляется настроенным согласно данным, указанным в паспорте.
При переводе на ручное управление контактором конденсаторной установки устройство ВАКО должно быть отключено от напряжения питания. При ручном управлении контактором конденсаторной установки допускается оставлять токовый вход присоединенным к трансформатору тока. Переключение на ручное управление контактором конденсаторной установки допускается при любом состоянии контактора, а переключение с ручного управления на автоматическое производится только при отключенном контакторе (при разряженных конденсаторах конденсаторной установки).
При заказе на устройство ВАКО следует указывать вид присоединения (передний или задний).
