11. Автоматическое регулирование мощности конденсаторных установок
При искусственной компенсации реактивной мощности и значительном колебании нагрузок промышленных предприятий необходимо устройство автоматического регулирования мощности конденсаторных установок в зависимости от уровня напряжения сети и потребности предприятия в покрытии реактивной мощности в различное время суток в сочетании с требованием энергоснабжающей организации.
Регулирование мощности конденсаторных установок может производиться вручную эксплуатационным персоналом, дистанционно и автоматически.
Автоматическое регулирование может быть одноступенчатым, когда автоматически включается и отключается вся конденсаторная установка, или многоступенчатым, когда автоматически включаются пли отключаются отдельные конденсаторные установки или их секции, снабженные своими переключателями.
Автоматическое регулирование (АР) мощности конденсаторных установок может выполняться
по времени суток, когда важно ограничить отдачу промышленным предприятием реактивной мощности в сеть энергетической системы в течение суток по определенному графику с установившейся технологией производства;
по напряжению, если необходимо уменьшить отклонение уровня напряжения электрической сети промышленного предприятия от оптимального значения;
по току нагрузки, если рост и снижение полной нагрузки меняется в течение рабочего дня и сопровождается соответственным изменением реактивной мощности;
по направлению реактивной мощности, если более важным будет ограничение отдачи промышленным предприятием реактивной мощности в сеть энергетической системы;
по коэффициенту мощности, если его изменение пропорционально определенному изменению реактивной мощности;
комбинированно, когда необходимо объединить несколько видов регулирования, например: в зависимости от времени суток с коррекцией по напряжению или по времени суток, напряжению и направлению реактивной мощности и др.
В связи с внедрением диспетчерского управления и телемеханизации электроснабжения промышленных предприятий целесообразно осуществлять регулирование мощности конденсаторных установок диспетчером промышленного предприятия непосредственного или косвенно распоряжением по телефону па основе анализа графика нагрузки.
Для ликвидации быстрых колебаний и набросов реактивных нагрузок может применяться форсировка мощности конденсаторных установок путем автоматического переключения параллельно-последовательных соединений конденсаторных батарей на повышенное по отношению к номинальному напряжение.
1 Подробное описание схем регулирования по различным параметрам применительно к конкретным электрическим сетям приведено в [Л. 7].
Автоматическое регулирование может практически обеспечить выполнение большинства требовании энергоснабжающей организации и дать реальную возможность использовать ККУ для повышения коэффициента мощности и регулирования напряжения.
При регулировании мощности по времени суток и заданной программе, согласованной с учетом технологии производства, можно получить максимальный эффект регулирования реактивной мощности при минимальном количестве переключений выключателей конденсаторных установок.
При регулировании по другим параметрам (току, напряжению, реактивной мощности и др.) количество переключений выключателей конденсаторных установок будет в несколько раз больше, поскольку изменение этих параметров в течение суток, если посмотреть на действительные графики нагрузки ряда очень многих предприятий, происходят почти ежеминутно. Переключения выключателей при резко переменных нагрузках могут следовать один за другим с интервалами в несколько минут, что не может не отразиться на перегрузке выключателя.
Таким образом, условия работы выключателей конденсаторных установок при регулировании мощности по времени суток намного спокойнее и более равномерное, чем по остальным параметрам; это еще раз подтверждает, что регулирование по времени суток наиболее простое, надежное и эффективное регулирование.
Если дополнить регулирование по времени суток коррекцией по напряжению, т. е. блокировкой от реле напряжения, то такой принцип регулирования может удовлетворить максимуму условий и требованиям технологии производства и энергоснабжающих организаций.
Если автоматическим управлением при напряжении 380 в можно регулировать мощность по различным параметрам и с большим количеством переключений, то при напряжении 6—10 кВ и выше число коммутационных переключений но условиям работы выключателей должно быть минимально ограничено (вакуумные выключатели допускают практически неограниченное число коммутационных переключений).
Таким образом, для конденсаторных установок малой и средней мощности регулирование по времени суток является наиболее простым и эффективным устройством и должно широко применяться.
Автоматическое регулирование по времени суток может осуществляться по различным программам, которые может дать энергоснабжающая организация, или по определенному графику в зависимости от установившейся технологии производства предприятия.
Одним из простейших программных устройств могут быть использованы электровторичные часы с сигнальными контактами.
Рис. 35. Схема программного управления несколькими ККУ от общего автоматического устройства.
Могут применяться и более совершенные автоматические устройства, основанные на применении логических и полупроводниковых элементов и счетно-решающих устройств (рис. 35).
Для устройств АР по напряжению, току нагрузки и другим параметрам могут быть использованы обычные электромагнитные или индукционные реле либо полупроводниковые элементы.
Недостатком электромагнитных и индукционных реле является их низкий коэффициент возврата, однако включением с обмотками этих реле последовательно регулирующих добавочных сопротивлений можно получить достаточною точность при применении их в схемах регулирования.
Наиболее перспективными в настоящее время являются устройства АР на полупроводниковых элементах, но они еще довольно сложны и дороги.
Устройства АР допускают возможность присоединения их в установках выше 1 000 в через трансформаторы тока и напряжения. В установках до 1 000 в токовые цепи должны присоединяться через трансформаторы тока, а цени напряжения непосредственно к сети.
Устройство АР должно выполняться как щитовой прибор, допускающий установку его как на комплектных конденсаторных установках, так и на нормальных релейных щитах, ячейках КРУ и т. и.
Конструкция устройства АР выполняется в отдельном кожухе (блоке) для возможности переднего и заднего присоединения проводов.
В этом блоке должны устанавливаться реле напряжения, времени и промежуточные с контактами, допускающими непосредственное включение выключателя, переключатель на ручное или автоматическое управление и счетчик срабатывания автоматики.
Блок устройства АР для сокращения длины контрольных кабелей, как правило, размещается в одном месте с выключателем данной конденсаторной установки или в непосредственной близости от нее.
В конденсаторных установках на напряжение 380 в блок устройства АР обычно устанавливается снаружи или внутри шкафа ввода установки при многоступенчатом регулировании или в шкафу, где устанавливается и выключатель установки, при одноступенчатом регулировании.
В конденсаторных установках напряжением 6—10 кВ блок устройства АР может размещаться:
на фасаде камеры выключателя РУ высокого напряжения данной установки;
на фасаде ячейки ввода конденсаторной установки, если в ней установлен переключатель АР установки;
на отдельной конструкции вблизи конденсаторной установки.
В конденсаторных установках напряжением 35 кВ и выше блок устройства АР обычно размещается на панели релейного щита присоединения данной установки.
Как правило, регулирование мощности в конденсаторных установках на напряжение 35 кВ и выше должно осуществляться диспетчером предприятия, дистанционно или по каналам телемеханики на основе анализа реактивных нагрузок, так как частые переключения автоматическим регулятором могут быстро вывести из строя выключатели.
В настоящее время заводы и проектные, научно-исследовательские и другие организации проводят большую работу По разработке автоматических устройств по регулированию мощности конденсаторных установок.
Усть-Каменогорский конденсаторный завод в настоящее время выпускает автоматические устройства в виде блоков типов БРВ-1 и БРВ-2, предназначенных для размножения контактов электровторичных часов типа ЭВЧС в системе автоматического регулирования конденсаторных установок по времени суток.
Рис. 36. Принципиальная схема соединений блока размножения контактов типа БРВ-1 с электровторичными часами ЭВЧС и ККУ.
Блок типа БРВ-1 применяется для автоматического регулирования комплектных конденсаторных установок серии ККУ-0,38, а блок тина БРВ-2 для конденсаторных установок серии КУ и КУН на 6 (10) кВ.
Рис. 37. Конструкция блока типа БРВ-1.
1 — шкаф; 2— маркировочная табличка; 3 — реле времени РВВ и РВО; 4 — автомат Л; 5 — выключатель ПВ; в — реле РП; 7— набор зажимов
Принципиальная схема соединений блока размножения контактов типа БРВ-1 с электрическими часами приведена на рис. 36. Блоки нормально работают, если они установлены но внутренних помещениях. Конструкция блока типа БРВ-1 приведена на рис. 37.
В нижней части панели блока крепится рейка с зажимами для присоединения контрольного кабеля, а внизу корпуса шкафа имеется отверстие для его подвода.
Шкаф блока заземляется присоединением заземляющего проводника к болту, расположенному на стенке корпуса. К стене шкаф блока крепится четырьмя болтами М8.
Для заказа блока достаточно указать тип блока и завод-изготовитель. Например: блок размножения контактов тип БРВ-2, Усть-Каменогорский конденсаторный завод.
