Автоматические устройства по компенсации реактивной мощности - Зарубежные ККУ

9 ЗАРУБЕЖНЫЕ КОМПЛЕКТНЫЕ КОНДЕНСАТОРНЫЕ УСТАНОВКИ

Из зарубежных комплектных конденсаторных, установок (ККУ), применяемых в отечественной промышленности, наиболее широкое применение получили установки, поставляемые ГДР и ПНР.
Предприятие ФЕБ (ГДР) поставляет ККУ на напряжение 380 и 500 В, которые рассчитаны на работу при температуре окружающей среды от —5 до -f-30°C. В качестве регулируемой величины в этих установках используется реактивный ток, а в качестве регулятора — электронный регулятор реактивной мощности. Для измерения реактивного тока в качестве измерительного органа применяется полупериодный выпрямитель.
При постоянной нагрузке предприятия установка предусматривает ручное управление, а при переменной нагрузке— автоматическое управление 24 ступенями мощностью по 20 или 40 кВар каждая с регулируемой РМ от 140 до 960 кВар. Фирма изготавливает 10 вариантов таких установок, характеристики которых приведены в табл. 7.
Данные ККУ состоят из общей присоединительной ячейки, содержащей сборные шины, кабели, приборы управления и регулирования. С правой стороны к присоединительной ячейке пристроены конденсаторные ячейки, в каждой из которых можно разместить один конденсатор мощностью 20 кВар и пять  конденсаторов по 40 кВар. Каждый конденсатор присоединен к сборным шинам с помощью контактора в комплекте с предохранителями, имеющими разрывную мощность 50 А для конденсатора мощностью 20 кВар и 100 А для конденсатора мощностью 40 кВар. Разрывная мощность контакторов для емкостных нагрузок составляет только 80% коммутирующей способности потребителей, имеющих активно-индуктивную нагрузку.

Подключаемый к токопроводу в присоединительной панели КУ трансформатор тока должен проводить общий ток установки, подлежащей компенсации. Следует обратить внимание на то, чтобы коэффициент трансформации трансформатора тока строго соответствовал фактическому рабочему току.
Таблица 7 Характеристики конденсаторных установок фирмы ФЕБ (ГДР)

При подключении установки к сети необходимо соблюдать последовательность чередования фаз.
Комплектные установки ГДР предусматривают семь типов конденсаторных ячеек (панелей), различающихся установленной РМ:

Все панели имеют следующие размеры: 2000Х800Х Х600 мм. Комплектные установки поставляются в готовом виде и сразу могут быть подключены к сборным шинам. Шкафы с конденсаторными установками поставляются отдельными панелями, которые на месте скрепляются специальными болтами.
На рис. 20 представлена схема подключения регулятора ККУ предприятия ФЕБ к электросети 380 В. В этой схеме амперметр А показывает значение реактивного тока КУ, а измеритель cos φ — его значение.
В практике эксплуатации установок ГДР выявился ряд их недостатков, основным из которых является предельная загрузка контакторов, которые в режиме автоматического регулирования реактивной мощности (т. е. при частых переключениях) выходят из строя (выгорают силовые контакты). В целях повышения надежности работы таких контакторов на ряде промышленных предприятий осуществляется их реконструкция, которая заключается в следующем (рис. 21 для трех секций БК и двух линий).
Рис. 20. Схема подключения регулятора комплектной конденсаторной установки ГДР к сети 380 В

Силовые контакторы с дугогасительными камерами /С/, К2, КЗ, ранее включающие непосредственно БК, после реконструкции включают катушки контакторов Kl, К2, КЗ, что позволило снизить предельную нагрузку силовых контакторов. Для осуществления дистанционного управления секциями БК и с целью перехода с ручного управления на автоматическое и наоборот собран пульт управления, состоящий из трех автоматических выключателей Al, А2 и АЗ типа АП50 и трех двухполюсных выключателей В1, В2 и ВЗ. Такая система позволяет для автоматического регулирования КУ применить электронный регулятор РМ с повышенной надежностью. Эти регуляторы имеют уплотнения для защиты от среды с агрессивными параметрами (повышенные влажность, запыленность и т. п.), что имеет особое значение, когда цеховая подстанция, где установлены такие КУ, пристроена (встроена) к зданию цеха. На рис. 21 указана часть нерегулируемой (промежуточной) БК. При работе схемы в автоматическом режиме должны быть включены две линии (1 и 2) и автоматические выключатели АВ, А1 и А2, а в ручном режиме — те же две линии и автоматические выключатели АВ и АЗ.
Кроме рассмотренной выше ККУ ГДР в отечественном производстве применяются ККУ в сетях 380 В ПНР типа АКБ (автоматические конденсаторные батареи), которые предназначены для работы в закрытых помещениях с относительной  влажностью воздуха, не превышающей 75%, на высоте до 1000 м над уровнем моря и температурой окружающей среды от —10 до +40°С ПрИ среднесуточной температуре, не превышающей 30°С. Поставляются девять типов АКБ на мощности от 80 до 560 кВар, и каждая из батарей делится на конденсаторные  секции.

Рис. 21. Модернизированная (с повышенной надежностью) схема подключения комплектной конденсаторной установки ГДР к сети 380 В

Наибольшее количество регулировочных секций шесть.
В табл. 8 приведена характеристика конденсаторных секций в установках АКБ, а на рис. 22 показана принципиальная схема включения установки АКБ к сети. В этой схеме зажим 2 фазометра должен быть подключен к фазе, в которой находится трансформатор тока, питающий токовую обмотку фазометра (зажимы 4—5) и токовую обмотку реле РЦ-2 (зажимы 1—9). Зажим к трансформатору
тока должен быть подключен к входному зажиму 1 и входному зажиму 4 фазометра. Зажим 1 фазометра должен быть подключен к опережающей фазе, а зажим 3 — к отстающей фазе (и то и другое относительно фазы, в которой установлен трансформатор тока, питающей токовые обмотки реле РЦ-2).

Рис. 22. Принципиальная схема включения установки АКБ (ПНР) к сети
В качестве регулируемой величины в этих условиях используется cos φ), а в качестве регулятора — специальное реле реактивной мощности типа РЦ-2. Это реле имеет две обмотки — токовую и обмотку напряжения. С помощью этого реле осуществляется автоматическое регулирование РМ. Реле РЦ-2 имеет три основных механизма: механизм управления и привода; механизм трехступенчатой передачи и кулачковый механизм с ртутными контактами.
Таблица 8. Характеристики конденсаторной установки типа АКБ(ПНР)

Механизм управления и привода представляет собой индукционный счетчик реактивной энергии, имеющий три приводные системы, обмотки напряжения которых соединены параллельно, а токовые обмотки — последовательно. За счет таких соединений усиливается вращающий момент механизма. Диск счетчика через трехступенчатую передачу приводит в движение валик кулачкового механизма с ртутными контактами. Счетчик отрегулирован таким образом, что при cos φ=0,9 его вращающий момент равен нулю. Если coscp=0,85, то диск счетчика вращается направлении замыкания ртутных контактов, а при cos φ=0,95 диск счетчика начинает вращаться в обратном направлении. Таким образом, автоматическое регулирование РМ происходит по характеру реактивной нагрузки.
Если будет иметь место значительное снижение нагрузки, то из-за чрезмерного роста напряжения в схеме установки сработает реле максимального напряжения и все секции БК. отключатся. Регулируемые пределы cos φ  (0,85—0,95) можно ограничить 0,87—0,93 при помощи регулировки положения двух постоянных магнитов, находящихся под нижним диском счетчика. В нормальных условиях работы система привода счетчика работает как измеритель РМ.
Из табл. 8 видно, что в КУ типа АКБ применены два типа конденсаторных секций: мощностью 20 кВар (один конденсатор) и мощностью 40 кВар (два конденсатора). Комплектные конденсаторные установки типа АКБ содержат два металлических шкафа: шкаф питания и шкаф с конденсаторами. Шкаф питания содержит кабельный ввод, коммутационную измерительную и регулировочную аппаратуру, аппаратуру управления и защиты. Шкаф с конденсаторами имеет сборные шины, конденсаторы, контакторы и предохранители. Установки типа АКБ выполняются прислонными и устанавливаются на расстоянии от стены не менее 100 мм. Установки АКБ имеют следующие габариты: 1750X910X500 мм.