книги из ГПНТБ / Шубенко, В. А. Применение компенсирующих устройств для регулирования напряжения в электрических сетях учебное пособие

кок=-Ю,.2-=-Л 1,6 руб/кВАр. Для БК 6,10 кВ внутренней уста­ новки вместе с предохранителями и разрядными сопротивле­ ниями кок = 4,6-н5,2 руб/кВАр. Стоимость коммутационных и других аппаратов учитывается дополнительно в зависимости

фазных сетях до 1 кВ применяются БК с QH6k= 804-450 кВАр ( в осветительных сетях — 304-150 кВАр). БК • небольшой мощности можно присоединять к сети через рубильник и плав­ кий предохранитель. При автоматическом регулировании мощности рекомендуется подключение БК 380 В с помощью автомата типа А4000 или контакторов КТУ-4, КТ-6043 с пре­ дохранителями. Элементом схемы БК являются разрядные со­

Рис. 2. Схемы соединения БК 380 В

На принципиальной схеме (рис. 2а) БК используется для групповой компенсации реактивной мощности люминесцент­ ных ламп и име^т общий с ними автоматический выключатель (АВ). Вместо одного конденсатора можно включать несколь­ ко, соединенных параллельно. Используется также подключе­ ние конденсатора у каждого светильника (индивидуальная компенсация). Если в цепи ламп АВ является единственным коммутационным аппаратом, разрядные сопротивления в схе­ ме могут отсутствовать.

На рис. 26 дана схема индивидуальной компенсации реак-

11

тивной мощности асинхронного двигателя с помощью одного или нескольких параллельно .соединенных конденсаторов. Двигатель и БК имеют общий автоматический выключатель. Разрядные сопротивления в схеме отсутствуют и БК после отключения разряжается через обмотку двигателя.

На рис. 2 b, г, д показаны схемы групповой компенсации с параллельным подключением трехфазных конденсаторов к шинам 0,4 кВ Т|П, к групповым щиткам и в других пунктах сети Э80 В. БК имеют собственные коммутационные и защит­ ные аппараты: рубильник и плавкий предохранитель (рис. 2в), контактор (К), предохранитель (г), автоматический вы­ ключатель АВ (д). Схемы имеют разрядные сопротивления.

С х е м ы Б)К Зч-'Ю кВ. Трехфазные БК составляют из од­ нофазных конденсаторов без встроенных плавких предохра­

угольник, имеют мощность в 3 раза большую по сравнению со схемой звезды.

[| []. [] о

1Г О []

к

г

Рис. 3. Схемы соединений БК 3 -f 10 кВ

12

Рис. 4. Соединение конден­ саторов в треугольник и звез­

ду

'На рис. 4 одинаковые по суммарной емкости С конденса­ торы соединены по схемам звезды и треугольника. Емкость на фазу Сф=С/3 и

X1

с<оСф '

Трехфазная реактивная мрщность БК при соединении кон­ денсаторов в звезду

13

в три раза превышает мощность при соединении конденсато­ ров в звезду Qca =3Qc к .

|Конденсаторы с U1П{ = 3,15/У3, 6,3/У3, 10,5/уз предназнача­ ются для соединения в звезду. Если номинальное напряжение конденсаторов UnK равно номинальному напряжению сети U„c, в каждой фазе может включаться один конденсатор или, при большей мощности БК, несколько параллельно (рис. Зв). При Uiik<CUhc в каждой фазе БК используется последователь­ но-параллельное включение конденсаторов (рис. Зг). В этом случае мощность БК

m — количество параллельных ветвей, в каждой из кото­ рых включается последовательно п конденсаторов.

.Напряжение на зажимах конденсатора при последователь­ ном соединении равно ифС/п и может быть ниже номинально­ го напряжения конденсатора UI1K. Коэффициентом

Нфс

(15)

nU HK

учитывается возможное снижение мощности БК за счет ра­ боты конденсаторов при напряжении ниже номинального.

•Повреждение одного из конденсаторов при соединении их со схемами (рис. Зв, г) сопровождается перегоранием соот­ ветствующего плавкого предохранителя. Оставшиеся в рабо­ те должны иметь ток не выше 1,3 номинального'.

БК З-НЮ кВ присоединяют к шинам через разъединитель и выключатель (в том числе выкатной) с помощью разъеди­ нителя и высоковольтного плавкого предохранителя, которые

14

способны отключать ток ,к. з. В схемах с регулированием мощ­ ности БК применяются выключатели нагрузки.

|Б:К 3-Р.10 кВ можно присоединять к асинхронным двигате­ лям и другим электроприемникам для индивидуальной ком­ пенсации реактивной мощности через один общий с электро­ приемником выключатель.

Рас. 5. Принципиальная схема конденсаторной ус­ тановки 6,10 кВ с регулированием мощности

На рис. 5 показана принципиальная схема БК 6, 10 кВ, которая разделена на ряд групп, подключенных к различным секциям шин. Регулирование мощности обеспечивается вклю­ чением или отключением отдельных БК с помощью выклю­ чателей или выключателей нагрузки (ВН). В последнем слу- чае-для отключения тока к. з. используется дополнительный выключатель В.

Обычно мощность Б.К присоединенных к сетям 6, 10 кВ, равна 0,3-ь1,2 мВАр.

ВК, включаемые на напряжение 35 и более кВ, соединя­ ются в звезду с последовательно-параллельным соединением однофазных конденсаторов в каждой фазе.

Р а з р я д н ы е с о п р о т и в л е н и я . После отключения на БК остается напряжение, приблизительно равное напряже­ нию сети в момент разрыва тока и достигающее амплитуды напряжения; саморазряд Б(К идет медленно и напряжение со­ храняется длительно. .Наличие остаточного напряжения де­ лает невозможным доступ, персонала к БК, вызывает'механи­ ческие усилия в слоях, диэлектрика и значительные ампли­ тудные токи при включении БК в работу. Поэтому параллель­ но конденсаторам включаются разрядные активные сопротив­

ления. Трехфазные конденсаторы 380 .В имеют встроенные между выводами снаружи разрядные сопротивления (рис. 6а). Разрядные сопротивления конденсаторов З-f-lO кВ вмонтиро­ ваны внутрь корпуса.

лг X

Величина разрядного активного сопротивлениях в омах

15ифа 10е

(16)

QБК

где Пф — фазовое напряжение сети, кВ; Qbk — мощность UK, иВАр.

Разрядное сопротивление снижает максимальное напря­ жение до 50 В за время не более 1 мин для конденсаторов до 1 кВ, не более чем за 5 мин — для конденсаторов 1,05 и более кВ. .

На встроенных разрядных сопротивлениях рассеивается мощность 6-f-8 ВА.

Всхемах, регулируемых BiK, каждая секция конденсаторов

сотдельным .выключателем должна иметь свой комплект раз­ рядных сопротивлений.

Для разряда БК Зч-10 кВ без встроенных в конденсаторы сопротивлений применяются два однофазных трансформатора напряжения или индуктивные катушки (рис. 66).

БК, включаемые на зажимы электроприемника через об­ щий выключатель, не требуют присоединения разрядных со­

16

ключение БК сопровождается быстро затухающим переход­ ным током с повышенной амплитудой и перенапряжением, опасными для конденсаторов. .Применяемые масляные выклю­ чатели на напряжение 6, 10 кВ допускают около 2000. комму­ таций. В схемах с автоматическим регулированием мощно­ сти ВК такие выключатели имеют сниженный срок службы. Поэтому для переключения конденсаторов, их групп и секций должны применяться быстродействующие выключатели с большим допускаемым числом срабатываний, способные вы­ держать повышенные электродинамические усилия и нагрева­ ние. При недостаточной скорости действия выключателя воз­ можно повторное возникновение дуги между контактами в процессе отключения.

Для переключений BiK 3-М0 кВ наиболее пригодны ваку­ умные и элегазовые выключатели с большим допускаемым чи­ слом срабатываний, скорость действия которых исключает повторное возникновение дуги в процессе отключения. Воз­ можно применение выключателей типа ВМГ-133, ВМ.П-10 и других. Присоединение BiK б, 10 кВ через выключатели цагрузки типа ВН и ВНП в схемах с автоматическим регулиро­ ванием мощности и частыми срабатываниями не рекоменду­ ется. Применение выключателей нагрузки указанных типов допускается при переключениях, выполняемых персоналом, и мощности БК до 400 кВАр.

З а щ и т а и и з м е р е н и я . Конденсаторы 220, 380, 660 и 1050 В имеют встроенные плавкие предохранители индиви­ дуальной защиты. БК, составленная из таких конденсаторов,

шой мощности защищаются релейной аппаратурой. БК, при­ соединенная на зажимы электроприемника, имеет общую с ним защиту. Например, защита БК s сети 220/380 В люми­ несцентного освещения .обеспечивается общими сетевыми ав­ томатами.

Конденсаторы 3-НЮ иВ встроенных плавких предохранит телей обычно не имеют. В цепи каждого, конденсатора пре­ дохранители устанавливаются дополнительно. Например, при параллельном соединении конденсаторов в фазе (рис. Зв) в цепи каждого из них устанавливается предохра­

нитель, не допускающий отключения всей батареи при по­ вреждении одного из конденсаторов.

В общем случае БК Зч-,10 кВ имеют различные типы за­ щит:

1. Максимальная токовая релейная защита действует без выдержки времени при к. з. внутри и вне конденсаторов. Этот тип защиты может выполняться также быстродейству­ ющими и токоограничивающими плавкими предохранителями. В схемах БК со встроенными предохранителями данный тип защиты не применяется.

2. Конденсаторы, длительно допускают ток не более 1,3 номинального. Перегрузка БК по току возможна, например, при несинусоидальном напряжении. В таких случаях БК снаб­ жаются защитой от перегрузки, действующей при токе более 1,-3 Jhk. Имеются особенности в устройстве защиты от пере­ грузки секционированных БК с регулированием мощности.

3. Если в сети возможно повышение напряжения, то БК, не имеющие автоматического регулирования мощности, снаб­ жаются защитой от повышения напряжения, которая дейст­ вует с выдержкой времени при напряжении, превышающем Г,1; номинального. Выдержка времени необходима для ис­ ключения срабатывания защиты при кратковременных сни­ жениях напряжения. БК должна отключаться также при ис­ чезновении напряжения сети.

. 4. При токе замыкания на землю более 20А БК снабжа­ ются Защитой от однофазных замыканий на землю.

-При отключении БК релейной защитой подается звуковой сигнал. Для БК с автоматическим регулированием вместо звукового сигнала устанавливается счетчик количества сра­ батываний автоматики. Повторное включение БК, которая отключена релейной защитой, допустимо после установления причин срабатывания защиты и устранения повреждения.

Нормальная работа БК контролируется включением ам­ перметров в каждую из трех фаз', для этого используется 2 трансформатора тока.

. Напряжение на БК можно измерять двумя вольтметрами, подключенными ко вторичным обмоткам трансформаторов на­ пряжения, которые используются также в качестве разряд­ ных сопротивлений. Трансформатор напряжения подсоединя­ ют также к шинам. В этом случае возможно измерить напря­ жение на шинах при отключенной БК. При мощности БК более 100 кВАр устанавливается счетчик реактивной энергии. ■Схемы управления БК аналогичны схемам управления транс­

18

форматорами, электродвигателями и могут быть дистанцион­ ными автоматическими.

БК 3—10 кВ должны иметь блокировку, исключающую возможность открытия дверей и доступ к БК при включен­ ном положении выключателя и разъединителя.

К о м п л е к т н ы е к о н д е н с а т о р н ы е у с т а н о в к и (ККУ) • Производятся в основном Усть-Каменогорским кон­ денсаторным заводом. Применение ККУ снижает объем стро­ ительных и электромонтажных работ, сроки разработки про­ ектной документации и ввода установок в эксплуатацию.

ККУ на 380 В поставляются в виде отдельных стальных шкафов, в одном из которых установлены часть конденсато­ ров и другое необходимое электрооборудование: автомати­ ческий выключатель, трансформаторы тока, разрядные сопро­ тивления и лампы, 3 амперметра, вольтметр, устройство ав­ томатического регулирования мощности с переключателем перевода на ручное или автоматическое управление, кнопки управления и сигнальные лампы. В других шкафах установ­ лены только конденсаторы.

ККУ на 380 В выпускались с одноступенчатым автомати­ ческим регулированием по принципу: вся БК включена или отключена. Планируется выпуск ККУ 380 В мощностью от 80 до 480 кВАр с многоступенчатым регулированием мощнос­ ти. Стандартные номинальные мощности ККУ 380 В указаны в табл. 2.

Т а б л и ц а 2

Номинальная мощность комплектных конденсаторных установок на

380 В

ККУ 6,10 юВ имеют отдельную ячейку ввода с разъедини-, телем, выключателем, плавким предохранителем, трансформа­ торами тока и напряжения, приборами релейной защиты, блокировки и сигнализации, аппаратами управления и авто­

10