Автоматическое регулирование компенсации реактивной мощности

Для повышения коэффициента мощности и улучшения качества электроэнергии широкое применение на промышленных предприятиях находят конденсаторные батареи КБ высокого и низкого напряжения. Многие промышленные предприятия в течение суток имеют неравномерный график активной и реактивной нагрузок. В связи с этим изменяется и потребность в реактивной мощности, вырабатываемой КБ для поддержания на предприятиях требуемого коэффициента мощности. Неравномерный график нагрузки и отсутствие автоматического регулирования мощности компенсирующих устройств (КУ) может вызвать повышение напряжения в отдельных участках сети, что недопу­стимо для некоторых приемников электроэнергии и связано с излишним расходом электроэнергии и дополнительными потерями в сетях.

Для обеспечения экономичной работы конденсаторных установок применяют автоматическое регулирование мощности КБ. Регулирование может быть одноступенчатым и многоступенчатым. При одноступенчатом регулировании мощности КБ уменьшение нагрузки вызывает автоматическое отключение всей конденсаторной установки При многоступенчатом регулировании происходит автоматическое включение или отключение отдельных батарей или секций, каждая из которых снабжена своим выключателем. Для регулирования реактивной мощности используется автоматическое регулирование возбуждения синхронных машин и регулирование КБ.

Автоматическое регулирование КБ может осуществляться в функции напряжения, времени суток, реактивной мощности и по комбинированным схемам в зависимости от нескольких факторов.

Регулирование мощности КБ в зависимости от напряжения на шинах подстанции используют в тех случаях, когда конденсаторные установки наряду с основной своей функцией используют также и для регулирования напряжения. Автоматическое управление КБ в зависимости от напряжения осуществляется при помощи реле максимального и минимального напряжения. При снижении нагрузки и повышении напряжения реле максимального напряжения отключает всю батарею или часть ее. При увеличении нагрузки и снижении напряжения реле минимального напряжения снова включает КБ. Во избежание ложных переключений при кратковременных изменениях напряжения включение и отключение производится с выдержкой времени около 15 с.

Для устранения переходных процессов при коммутации КБ целесообразно вместо выключателей или автоматических выключателей использовать тиристорные ключи.

Следует иметь в виду, что применение КБ ограничивается техническими причинами. При наличии в сети высших гармоник тока и напряжения включение КБ приводит к резонансным явлениям на частотах высших гармоник, что ведет к нарушению нормальной работы КБ. Для защиты конденсаторов в этих случаях применяют реакторы, устанавливаемые последовательно с конденсаторами.

Рис. 1. Принципиальная схема одноступенчатого управления конденсатор­ной установкой в функции напряжения: KV1, KV2 — реле максимального и минимального напряжения соответственно; КТ1, КТ2 — реле времени для отстройки от кратковременных отклонений напряжения; КМ — контактор; Fl, F2— предохранители; SF— автоматический выключатель.

На рисунке 4 приведена принципиальная схема одноступенчатого управления конденсаторной установкой в функции напряжения, которая используется в сетях 6 — 10 кВ. При понижении напряжения на шинах 0,4 кВ срабатывает реле KV2 и замыкает свои контакты в цепи реле КТ2. Последнее с выдержкой времени замыкает свои контакты в цепи контактора КМ, который подает импульс на подключение к шинам 0,4 кВ конденсаторной установки (контакт КМ. 1). При повышении напряжения на шинах 0,4 кВ срабатывает реле KV1 и замыкает свои контакты в цепи реле КТ1, которое разрывает цепь питания контактора КМ, и как следствие — конденсаторная установка отключается.

Выдержки времени обоих реле времени выбраны одинаковыми и равными 15 с. Недостатком схемы является ее нечувствительность при малых отклонениях напряжения. В схеме предусмотрено ручное управление конденсаторной установкой с помощью кнопок SB1 и SB2.