Schematy połączeń baterii kondensatorów do kompensacji mocy biernej

Kompletne agregaty skraplające składają się ze standardowych szaf fabrycznych i mogą być montowane na stałe i regulowane.

Regulacja może być jednostopniowa lub wielostopniowa. Dzięki jednostopniowej regulacji całe urządzenie automatycznie włącza się i wyłącza. Dzięki wielostopniowej regulacji poszczególne sekcje baterii kondensatorów są przełączane automatycznie.
Automatyczna regulacja musi gwarantować: w trybie maksymalnych obciążeń systemu elektroenergetycznego — pewien stopień kompensacji obciążenia biernego, w trybach obciążenia pośredniego i minimalnego — normalny tryb pracy sieci (tj. poza dopuszczalne odchylenia).

Pierwsze wymaganie najłatwiej spełnić, jeśli jako parametr regulacji wykorzysta się moc bierną (prąd bierny). Regulacja współczynnika mocy cosφ nie zapewnia najbardziej ekonomicznego trybu pracy sieci i nie jest zalecana.

Kompensacja mocy biernej za pomocą baterii kondensatorów może być indywidualna, grupowa i scentralizowana.

Indywidualna kompensacja jest najczęściej stosowana dla napięć do 660 V. W tym przypadku bateria kondensatorów jest ściśle połączona z zaciskami odbiornika. W tym przypadku cała sieć systemu elektroenergetycznego jest odciążana mocą bierną. Ten rodzaj kompensacji ma istotną wadę — słabe wykorzystanie mocy zainstalowanej baterii kondensatorów, ponieważ po wyłączeniu odbiornika wyłącza się i instalacja kompensacyjna.

W przypadku kompensacji grupowej bank kondensatorów jest podłączony do punktów dystrybucji sieci. Jednocześnie nieznacznie wzrasta wykorzystanie mocy zainstalowanej, ale sieć dystrybucyjna od punktu dystrybucji do odbiornika pozostaje obciążona mocą bierną obciążenia.

Przy scentralizowanej kompensacji bateria kondensatorów jest podłączona do szyn zbiorczych 0,4 kV podstacji warsztatowej lub do szyn zbiorczych 6-10 kV głównej podstacji obniżającej napięcie. W tym przypadku transformatory głównej rozdzielni redukcyjnej i sieci zasilającej są odciążane od mocy biernej. Wykorzystanie mocy zainstalowanej kondensatorów jest najwyższe.

Aby uniknąć znacznego wzrostu kosztów odłączania, pomiarów i innych urządzeń, nie zaleca się instalowania baterii kondensatorów 6-10 kV o pojemności mniejszej niż 400 kvar przy podłączaniu kondensatorów za pomocą osobnego przełącznika (ryc. 1, a ) i mniej niż 100 kvar przy podłączaniu kondensatorów przez wspólny przełącznik z transformatorem mocy, silnikiem asynchronicznym i innymi odbiornikami (ryc. 1, b).

Ryż. 1.Schemat połączeń baterii kondensatorów: a — z osobnym wyłącznikiem, b — z wyłącznikiem obciążenia, VT — przekładnik napięciowy służący jako rezystancja rozładowania kondensatora, LI — sygnalizacyjne lampki kontrolne

Instalacja kondensatorów musi posiadać zabezpieczenie przeciwprzepięciowe, które wyłączy akumulator w przypadku wzrostu napięcia prądu powyżej dopuszczalnej wartości. Instalację należy wyłączyć z opóźnieniem 3 - 5 minut. Ponowne uruchomienie jest dozwolone po spadku napięcia sieci do wartości nominalnej, nie wcześniej jednak niż po 5 minutach od jej wyłączenia.

Gdy kondensatory są wyłączone, konieczne jest automatyczne rozładowanie zmagazynowanej w nich energii do podłączonej na stałe rezystancji czynnej (np. transformator napięcia). Wartość rezystancji powinna być taka, aby po wyłączeniu kondensatorów na ich zaciskach wystąpiło przepięcie.

Pojemności faz baterii kondensatorów muszą być kontrolowane przez stacjonarne mierniki prądu w każdej fazie. Dla instalacji o mocy do 400 kvar dozwolony jest pomiar prądu tylko w jednej fazie. Łączenie kondensatorów ze sobą i podłączanie ich do szyn zbiorczych należy wykonać za pomocą elastycznych zworek.

Zabezpieczenie banku kondensatorów

Zabezpieczenie baterii kondensatorów o napięciu powyżej 1000 V przed zwarciem może być wykonane za pomocą bezpiecznika typu PC lub przekaźnika odcinającego. Ochrona obwodu? do masy jest realizowane przez przekaźnik prądowy T działający przez pośredni przekaźnik wyzwalający P.

Figa. 2. Obwód ochronny kondensatora wysokiego napięcia

Zabezpieczenie baterii kondensatorów od zwarć doziemnych jednofazowych ustanawia się w następujących przypadkach: gdy prądy ziemnozwarciowe są większe niż 20 A oraz gdy nie działa zabezpieczenie od zwarć międzyfazowych.

Automatyczne sterowanie mocą baterii kondensatorów

Moc jednostki kondensatora jest regulowana przez:

• przez napięcie w punkcie połączenia kondensatorów;

• z prądu obciążenia obiektu;

• kierunek mocy biernej w linii łączącej przedsiębiorstwo z siecią zewnętrzną;

• pora dnia.

Najprostszą i najbardziej akceptowalną dla przedsiębiorstw przemysłowych jest automatyczna regulacja napięcia szyn podstacyjnych (ryc. 3).

Ryż. 3. Schemat jednostopniowej automatycznej regulacji napięcia zasilania baterii kondensatorów

Przekaźnik podnapięciowy H1 służy jako wyzwalacz obwodu, który posiada jeden znacznik i jeden styk rozwierny. Gdy napięcie w podstacji spadnie poniżej ustalonej wartości granicznej, przekaźnik H1 zostaje załączony i zwiera swój styk zwierny w obwodzie przekaźnika PB1. Przekaźnik PB1 z pewnym opóźnieniem zamyka swój styk zwierny w obwodzie elektromagnetycznym pojazdu EV i włącza przełącznik.

Gdy napięcie szyny podstacji wzrośnie powyżej przekaźnika limitu, H1 powraca do pierwotnego położenia, otwiera swój styk NO i zamyka styk NC w obwodzie przekaźnika PB1. Przekaźnik PB2 załącza się iz zadaną zwłoką czasową wyłącza wyłącznik — akumulator jest odłączony. Przekaźniki czasowe służą do ustawiania krótkotrwałych wzrostów i spadków napięcia.

Aby odłączyć baterię kondensatorów od zabezpieczenia, zastosowano przekaźnik pośredni P (obwody zabezpieczające są zwykle pokazane z jednym zestykiem zamykającym P3).

Gdy zabezpieczenie jest aktywne, przekaźnik P jest aktywowany iw zależności od położenia łącznika wyłącza go, jeśli jest załączony, lub zapobiega jego załączeniu w przypadku zwarcia poprzez rozwarcie styku przekaźnika P.

W przypadku wielostopniowej automatycznej kontroli napięcia kilku jednostek kondensatorów obwód każdego z nich jest podobny, tylko napięcie początkowe przekaźnika rozruchowego jest wybierane w zależności od ustawionego trybu napięcia sieci.

Automatyczna regulacja pojemności baterii kondensatorów przez prąd obciążenia odbywa się w przybliżeniu w ten sam sposób, tylko przekaźniki prądowe podłączone do sieci po stronie zasilania (wejście) służą jako element rozruchowy.