Устройства защиты. Конденсаторные установки, присоединяемые параллельно к приемникам электрической энергии, предназначаются для повышения коэффициента мощности в системе электроснабжения. Они могут использоваться и для местного регулирования напряжения, поэтому конденсаторные установки снабжаются автоматическими регуляторами напряжения (АРН). От повреждений и ненормальных режимов конденсаторных установок предусматривается защита, действующая при многофазных коротких замыканиях, перегрузках и повышении напряжения.
Защита от многофазных коротких замыканий предусматривается для всей конденсаторной установки в целом. В сетях напряжением до 1000 В она выполняется плавкими предохранителями или автоматическими выключателями, а в сетях напряжением выше 1000 В - плавкими предохранителями или двухфазной токовой отсечкой. Кроме того, предусматривается групповая защита батарей, из которых состоит установка. Групповая защита не требуется, если конденсаторы снабжены индивидуальной защитой секций. Групповая защита и защита секций выполняются предохранителями.
|
|
Номинальный ток плавкой вставки предохранителя и ток срабатывания защиты выбирают с учетом отстройки от токов переходного процесса при включении конденсаторной установки по условию /с. з = /вс. ном = k зап/к.у ном, где /к.у ном – номинальный ток конденсаторной установки или отдельных ее элементов (для групповой защиты и защиты секций); k зап = 2,0 - 2,5. Большее значение коэффициента запаса k зап принимают для плавких вставок.
Защита от перегрузки предусматривается в случаях, когда возможна перегрузка конденсаторов высшими гармоническими тока из-за непосредственной близости мощных выпрямительных установок. Защита выполняется общей для всей конденсаторной установки и действует на ее отключение с выдержкой времени порядка tсз = 9 с. Ток срабатывания защиты определяется условием Iсз ³ 1,3 Iк.у. ном.
Защита от повышения напряжения устанавливается, если при включении конденсаторной установки напряжение в месте ее присоединения может быть U > 1,1 U ном. Защита выполняется одним максимальным реле напряжения и реле времени. Напряжение срабатывания определяется условием U = 1,1 U ном, а выдержка времени принимается равной t с.з = 3 - 5 мин. Предусматривается автоматическое повторное включение конденсаторной установки после восстановления первоначального уровня напряжения.
Устройства автоматического регулирования напряжения. Автоматическое регулирование напряжения выполняется одноступенчатым, когда автоматически включается (отключается) вся конденсаторная установка, или многоступенчатым, когда включаются (отключаются) отдельные батареи или секции. Оно может осуществляться в функции напряжения, тока нагрузки, значения или знака реактивной мощности, времени суток (программное управление с помощью контактных электрических часов).
|
|
Одноступенчатое регулирование напряжения в связи с включением (отключением) всей установки имеет большие зоны нечувствительности и допускает значительные отклонения напряжения, что в ряде случаев нежелательно. При одноступенчатом автоматическом регулировании напряжения на шинах 0,38 кВ может применяться схема, приведенная на рис. 15.1, а, б, на которой показаны элементы защиты конденсаторной установки (предохранители Fl, F2 и автомат SF).
Рис. 15.1. Схема одноступенчатого управления конденсаторной установкой в функции напряжения
Регулирование осуществляется в функции напряжения, поэтому схема содержит максимальное реле напряжения KV1 и минимальное реле напряжения KV2. Реле KV1 срабатывает при повышении напряжения на шинах 0,38 кВ, а реле KV2 - при его снижении. Чтобы автоматика не действовала при кратковременных колебаниях напряжения, управляющие воздействия на контактор КМ, подключающий конденсаторы к шинам, подаются контактами реле времени КТ1 и КТ2 через t = 15 с после срабатывания соответствующего реле напряжения.
На рис. 15.2,6 показана схема защиты и одноступенчатого регулирования напряжения в функции времени конденсаторной установки высокого напряжения (рис. 15.2, а). Контакты электрических часов РТ, замыкаясь на D t = 15с, включают одно из двух реле времени КТ1 или КТ2 (в зависимости от положения выключателя Q и его вспомогательных контактов Q.3 - Q.4). При отключенном выключателе работает реле КТ1 и после выдержки времени
t1 = 9 - 10 с контактом КТ1 воздействует на электромагнит YAC включения выключателя Q. После включения выключателя и переключения его вспомогательных контактов начинает работать реле времени КТ2, имеющее выдержку времени t2 = t1. Сумма выдержек времени двух реле выбрана большей времени замкнутого состояния контактов РТ, поэтому реле времен КТ2 не успевает доработать и конденсаторная установка остается подключенной к шинам до момента очередного замыкания контактов РТ, приводящего к ее отключению.
Конденсаторная установка имеет общую защиту, выполненную посредством реле КАТ с ограниченно зависимой характеристикой, и защиту от замыканий на землю (реле KAZ) Электромагнитный элемент реле (контакт КАТ.1) действует при Коротких замыканиях, а индукционный (контакт КАТ. 2) - при перегрузках, вызываемых токами высших гармонических. При срабатывании защит промежуточное реле KL самоудерживается (контактом K.L.3) и разрывает цепь включения выключателя (контактом KL.1). Самоудерживание снимается кнопочным выключателем SB. Источником переменного оперативного тока служит трансформатор собственных нужд подстанции с конденсаторной установкой.
Многоступенчатое регулирование позволяет осуществлять автоматический регулятор конденсаторных батареи типа АРКОН. Он состоит из измерительной части (командною блока) и логической части с исполнительными элементами в виде так называемых приставок. Измерительная часть аналогична имерительной части выше рассмотренного регулятора напряжения для трансформаторов (см. § 13.10). В рассматриваемом устройстве регулятор выявляет только направление воздействия: включение или отключение очередной секции конденсаторной батареи. Подлежащая включению или отключению секция определяется логическим алгоритмом приставок. Очередность действия приставок может быть двоякой. В первом случае предполагаются равные мощности конденсаторных батарей, тогда приставки и соответствующие им секции включаются поочередно. Во втором случае мощности секций берутся не равными для увеличения числа ступеней регулирования. Например, три секции с соотношением мощностей 1:2:4 позволяют получить семь ступеней регулирования с мощностями, относящимися как 1:2: (1+2): 4: (1+4): (2+4): (1+2+4).
|
|
Структурная схема соединения трех приставок для включения (отключения) секций равной мощности показана на рис. 15.3. Каждая из приставок /, //, /// содержит логические элементы И, триггер Т и исполнительный элемент ИЭ, управляющий работой секций. В исходном состоянии (до включения секций конденсаторной батареи) в каждой приставке на прямом выходе триггера Q сигнал
Отсутствует - логический 0, а на инверсном Q имеется дискретный сигнал— логическая 1.
Если контролируемое напряжение находится в зоне нечувствительности, то в цепях включения В и отключения О и регулятора - логические 0. При снижении напряжения первая логическая единица - импульс команды включения через И1.1, на втором входе которого имеется единица с инверсного выхода Т1, поступает на триггер Т1, переключая его. Триггер Т2 первым импульсом не переключается, так как на второй вход логического элемента И2.1 подается сигнал запрета О с прямого выхода триггера Т1. По этой причине не переключается и триггер ТЗ. Переключившись, триггер Т1 выдает команду на действие исполнительного элемента ИЭ1, включающего первую секцию, и подает разрешающий сигнал - единицу на второй вход элемента И2.1. В связи с этим второй импульс команды включения переключает триггер Т2; при этом триггер Т1 остается в прежнем положении (так как на втором входе элемента И 1.1 сигнал запрета—нуль с инверсного выхода Т1). После переключения триггера Т2 действует исполнительный элемент ИЭ2, включающий вторую секцию, и подается разрешающий сигнал на логический элемент И3.1. Третий импульс - переключает триггер ТЗ, при этом включается третья секция конденсаторной батареи. При поступлении сигналов отключения работа устройства происходит аналогично, но в обратном порядке. Необходимую очередность обратного переключения триггеров (сначала ТЗ, затем Т 2 и Т1) обеспечивают логические элементы И3.2—И 1.2. На основе рассмотренного устройства разработан регулятор АРК.ОН-1 [91].
|
|