В комбинированных схемах регулирования мощности используются несколько параметров. Эти схемы могут быть выполнены как для одноступенчатого, так и для многоступенчатого регулирования. В работе схем комбинированного регулирования следует особенно обратить внимание на исключение возможности повторного включения конденсаторной установки в заряженном состоянии. Для этого необходимо, чтобы включение конденсаторной установки обязательно происходило с выдержкой времени, требуемой для разрядки конденсаторов (не менее 2—3 мин после ее отключения).
На рис. 40 приведена одна из простых комбинированных схем одноступенчатого регулирования по времени суток с коррекцией по напряжению, в которой используются электровторичные сигнальные часы типа ЭВЧС и реле минимального напряжения. Эта схема предусматривает сочетание схем автоматического регулирования по времени суток и напряжению и работает следующим образом. Если после включения ЭВЧС конденсаторной установки в заданное время суток окажется, что напряжение будет повышенное, то реле напряжения 1Н отключит конденсаторную установку. Если по заданному времени суток ЭВЧС отключит конденсаторную установку, а напряжение в сети очень низкое, то реле 1Н снова включит ее. Если до отключения по заданному времени суток напряжение в сети почему- либо повысится, то реле 1Н отключит конденсаторную установку. Таким образом, ЭВЧС включает или отключает конденсаторную установку по программе, заданной по времени суток, а реле напряжения 111 вводит коррективы в зависимости от величины напряжения в данный промежуток времени.
Рис. 40. Комбинированная схема одноступенчатого автоматического регулирования по времени суток с коррекцией по напряжению.
На рис. 41 приведена комбинированная принципиальная схема одноступенчатого автоматического регулирования по времени суток, напряжению и направлению реактивной мощности. В этой схеме также предусматривается сочетание схем автоматического регулирования по отдельным параметрам.
Рис. 41. Принципиальная комбинированная схема одноступенчатого автоматического регулирования по времени суток, напряжению и направлению реактивной мощности.
Работа схемы может быть представлена следующим образом. Автоматическое включение конденсаторной установки должно происходить или при значительном понижении напряжения в сети, или при направлении реактивной энергии от системы к подстанции.
Автоматическое отключение может происходить при направлении реактивной энергии от подстанции к системе, но при условии наличия на шинах подстанции номинального напряжения. Такое условие в цепи отключения необходимо для сохранения на шинах номинального напряжения. Автоматическое отключение может происходить также при значительном повышении напряжения на шинах подстанции, к которым подключена конденсаторная установка.
Одним из комбинированных устройств компенсации реактивной мощности и регулирования напряжения, выполненных на полупроводниковых элементах, предназначенных для многоступенчатого автоматического регулирования мощности конденсаторных установок в. сетях переменного тока высокого и низкого напряжения, является устройство типа АРКОН [15]. Устройство АРКОН может быть использовано для автоматического управления как вновь устанавливаемыми, так и действующими конденсаторными установками промышленных предприятий.
Рис. 42. Структурная схема подключения автоматического регулятора конденсаторных установок типа АРКОН с тремя приставками.
В устройстве АРКОН предусматривается возможность выбора регулирования по следующим основным комбинированным параметрам: реактивному току нагрузочного узла и напряжению сети; напряжению сети и току конденсаторной установки; напряжению сети.
Устройство работает при температуре окружающей среды от —40 до +40° С, относительной влажности воздуха до 80% при 20° С и высоте над уровнем моря до 1000 м. Устройство состоит из командного блока и управляемого им программного блока для осуществления многоступенчатого регулирования конденсаторными установками. Структурная схема автоматического управления конденсаторными установками регулятором АРКОН приведена на рис. 42.
Командный блок в зависимости от величины входного сигнала с заданной выдержкой времени 1—3 мин выдает программному блоку команды включения или
отключения. Программный блок осуществляет последовательно автоматическое включение или отключение коммутационной аппаратурой секций конденсаторной установки и представляет собой набор идентичных приставок, количество которых определяется числом подключаемых секций и логикой коммутации. Приставки могут совмещаться по три в общем кожухе.
Для ручного управления приставками предусматриваются кнопки управления. Выбор режима управления конденсаторными установками, автоматически или вручную, осуществляется переключателем. Выбор программы многоступенчатого регулирования (включение и отключение) может быть выполнено по нормальному единичному коду 1:1:1 либо по нормальному двоичному коду 1:2:4. При регулировании равными ступенями по нормальному единичному коду соотношение мощностей секций конденсаторной установки выбираются равными 1 : 1 : 1, а по нормальному двоичному коду 1:2:4. Каждая приставка управляет одним коммутирующим аппаратом конденсаторной установки.
Например, программным блоком из трех приставок при коммутации по нормальному единичному коду регулирование осуществляется тремя равными ступенями, а при коммутации по нормальному двоичному коду — семью ступенями.
Максимальное число ступеней регулирования устройством АРКОН при коммутации по нормальному единичному коду составляет 15 приставок, а по нормальному двоичному коду — 4 приставки.
Номинальное входное напряжение командного блока выбирается 100, 220 и 380 В переменного тока частотой 50+1 Гц. Номинальный ток коррекции выбирается 5; 3,75 и 2,5 А. В установках напряжением выше 1000 В подключение устройства осуществляется через трансформаторы тока и напряжения. В установках напряжением 220/380 В токовые цепи присоединяются через трансформатор тока, а цепи напряжения — непосредственно к силовой сети.
Командный блок имеет три уставки по напряжению: плавно регулируемую уставку на включение, дискретно регулируемую уставку на отключение и плавно регулируемую уставку на форсированное включение секций конденсаторной установки при уменьшении напряжения ниже заданного уровня.
Уставка на отключение Конденсаторной установки регулируется в пределах 0,9—1,2 номинального напряжения при помощи переключений «Грубо» ступенями через 10% (90, 100. 110%) и переключений «Точно» ступенями через 1% (от 0 до 10%).
Уставка на включение регулируется в пределах 0,94— 0,995 напряжения уставки на отключение, что составляет регулировку ширины зоны нечувствительности в пределах от 0,06 до 0,005 напряжения уставки на отключение. Уставка на форсированное включение регулируется в пределах от 0,70 до 0,90 напряжения уставки на отключение. Форсирование обеспечивает одновременное включение всех секций конденсаторной установки без выдержки или с выдержкой времени, регулируемой в пределах от 3 до 10 с. Коэффициент возврата по каждой уставке контролируемого напряжения блока равен 1.
Устройство АРКОН надежно работает при изменении напряжения питания от 85 до 120% номинального напряжения. Мощность, потребляемая командным блоком по цепи питания при номинальном напряжении, составляет не более 10 В-А, приставкой — 8 В-А. Мощность, потребляемая командным блоком по цепи входного напряжения при номинальном напряжении, составляет не более 7,5 В * А. по цепи токовой коррекции при номинальном токе — не более 5 В-А. Командный блок поставляется на номинальное входное напряжение 380 В; номинальное напряжение цепей питания, в том числе и приставок, равно 220 В. В случае других напряжений до включения устройства необходимо произвести переключение на нужные номинальные напряжения.
Перед подключением устройства к сети командный блок (зажим 26) и приставка (зажим 22) должны быть заземлены.
В зависимости от параметра регулирования и места конденсаторной установки подключение устройства АРКОН к сети производится:
при регулировании «по напряжению» на командный блок подается входное напряжение Uвх, одно из фазных или линейных напряжений сети и напряжение питания С/пит;
при регулировании «по напряжению с коррекцией по току нагрузки» на командный блок кроме напряжений Ubk И Uпит подается ток свободной фазы от трансформатора тока ввода /tti (при двух вводах /tti и Т112) и тока такой же свободной фазы /ттз от трансформатора тока конденсаторной установки (при регулировании по скомпенсированному току, т. е. с учетом конденсаторной установки). Командный блок и приставки выполнены в виде щитового прибора. Для защиты от механических повреждений и от загрязнений узлы и детали закрываются металлическим кожухом.
Устройство АРКОН монтируется на щитах управления в неотапливаемых помещениях, в шкафах наружной установки и на панелях комплектных конденсаторных установок. Командный блок и приставки устройства имеют переднее и заднее присоединение проводов и допускают крепление на щитах толщиной до 30 мм.
Ширина командного блока 210 мм, длина 325 мм, высота 290 мм, масса — не более 12 кг. Ширина приставки 180 мм, длина 230 мм, высота 135 мм, масса 2,5 кг.
При заказе на устройство АРКОН следует указывать требуемое количество командных блоков и приставок программного блока, а также вид присоединения — переднее или заднее.
Для компенсации реактивной мощности в сетях промышленных предприятий устройство АРКОН получило распространение для многоступенчатого автоматического регулирования с комплектными конденсаторными установками серии УК-О.Зв-НУЗ мощностью от 220 до 540 кВАр, а также серии УК-6 (10) мощностью от 600 до 1800 кВАр.
Практика монтажа и наладки подтвердила, что устройство АРКОН является надежным и экономически выгодным для промышленных предприятий. Устройство обычно устанавливается во вводной ячейке комплектных конденсаторных установок с измерительными приборами и сигнализацией. На действующих установках устройство АРКОН может быть размещено на панелях распределительных щитов и щитов управления.
