Защита от замыкания конденсаторной установки



Конденсаторные установки для повышения коэффициента мощности — Общие защиты конденсаторных установок

Общая защита конденсаторной установки от многофазных коротких замыканий обязательна при любых схемах соединения конденсаторов в батарее независимо от того, имеет ли последняя другие виды защиты. В установках напряжением выше 1 000 В эта защита выполняется как релейная. Только в небольших конденсаторных установках, коммутируемых выключателями нагрузки, общая защита от коротких замыканий осуществляется при помощи плавких предохранителей.
Релейная защита конденсаторных установок от коротких замыканий выполняется теми же способами, что и защита других видов электроустановок. Основными элементами в схемах защиты являются реле тока электромагнитной или индукционной системы. Электромагнитные реле могут быть или косвенного действия (отдельно установленные), или прямого действия (встроенные в привод выключателя). Индукционные реле должны быть снабжены отсечкой, так как защита от коротких замыканий должна действовать без выдержки времени.
Индукционные реле типа ИТ стоят дороже, чем электромагнитные реле типа ЭТ, но существенным преимуществом первых является возможность осуществить посредством их не только защиту от коротких замыканий, но и защиту от перегрузки высшими гармониками.
Защита конденсаторных установок, присоединенных к сетям с малым током замыкания на землю (условия работы отечественных конденсаторных установок напряжением до 35 кВ), выполняется как двухфазная, т. е. с двумя трансформаторами тока. Защита может осуществляться или двумя реле, или одним реле, включенным на разность токов в двух фазах. При этом для конденсаторных установок в отличие от силовых трансформаторов нет каких-либо ограничений в отношении применения однорелейной схемы защиты.
Таким образом, общую релейную защиту конденсаторных установок от многофазных коротких замыканий предпочтительно осуществлять одним из следующих способов:
посредством двух электромагнитных реле прямого действия, встроенных в привод выключателя (если не требуется защита от перегрузки);
посредством одного, или двух индукционных реле типа ИТ, осуществляющих одновременно защиту от перегрузки.
Отстройка от переходных процессов осуществляется путем выбора уставки защиты от коротких замыканий на ток, превышающий ток конденсаторной установки при установившемся режиме. Согласно Правилам технической эксплуатации [Л. 24], первый ток должен быть не (более 120% второго. Следует рассматривать это значение как ориентировочное и при наладке защиты проверять экспериментальным путем отстройку от переходных процессов. Для этого надо произвести несколько включений батареи и увеличить уставку защиты в случае хотя бы одного ее срабатывания.
В небольших конденсаторных установках напряжением выше 1 000 В, коммутируемых выключателями нагрузки, общая защита от коротких замыканий осуществляется при помощи плавких предохранителей. Их следует устанавливать на всех трех фазах присоединения батареи (см. § 1-2-33 Правил устройства электроустановок). Предохранители помещаются в схеме между сборными шинами и выключателем нагрузки, защищая, таким образом, не только конденсаторную батарею, но и выключатель нагрузки.
В СССР для защиты конденсаторных установок напряжением выше 1 000 В применяются предохранители типа ПК с заполнением кварцевым песком (ГОСТ 2213-59). Предельная мощность трехфазного короткого замыкания, отключаемого этими предохранителями для напряжений 3—10 кВ и номинальных токов 30 а и более, составляет 200 МВА. Согласно ГОСТ мгновенные значения напряжения, возникающего на зажимах предохранителей 3, 6 и 10 кВ при их срабатывании, не превышают соответственно 16, 26 и 40 кВ. Предохранители снабжены указателями срабатывания.
Для отстройки от переходных процессов номинальный ток плавких вставок предохранителей должен быть выбран с запасом, но не должен превышать 160% номинального тока батареи [Л. 24].
В конденсаторных установках напряжением до 500 В защита от коротких замыканий осуществляется при помощи плавких предохранителей или воздушных автоматических выключателей максимального тока. В сетях с заземленной нейтралью защита должна выполняться как трехфазная. Выбор плавких вставок предохранителей производится по приведенной выше норме.

Защита от перегрузки высшими гармониками

Перегрузка конденсаторов высшими гармониками тока наблюдается на сравнительно небольшом числе установок. Поэтому Правила устройства электроустановок требуют оборудования конденсаторных установок защитой от перегрузки высшими гармониками только в тех случаях, когда «возможна перегрузка конденсаторов высшими гармониками тока вследствие непосредственной близости мощных ртутновыпрямительных подстанций». Согласно Правилам защита должна отключать конденсаторы при действующем значении тока, превышающем 130% номинального.
Следует, однако, учесть, что источники высших гармоник могут появиться вблизи конденсаторной установки уже после ввода ее в эксплуатацию. Поэтому было бы целесообразным оборудование защитой от перегрузки всех вновь проектируемых конденсаторных установок, начиная от мощности 300—500 кВАр.
Защита от перегрузки высшими гармониками осуществляется посредством максимальных реле тока электромагнитной или индукционной системы. Наиболее подходит для этой цели индукционное реле типа ИТ, которым можно осуществить одновременно защиту от коротких замыканий. B любом случае защита от перегрузки должна работать с выдержкой времени для отстройки от переходных процессов.

Защита от повышения напряжения

ГОСТ 1282-58 допускает длительную работу конденсаторов при синусоидальном напряжении на зажимах, равном 110% их номинального напряжения. Поскольку уровень напряжения во многих сетях не превышает этого значения, необходимость в защите от повышения напряжения встречается не везде. Оборудование этой защитой всех конденсаторных установок было бы полезным на случай возможного впоследствии повышения уровня напряжения. Однако оно привело бы к тому, что при существующих уровнях установленные реле напряжения бездействовали бы на многих конденсаторных установках.
Поэтому Правила устройства электроустановок требуют оборудования конденсаторных установок защитой от повышения напряжения только в тех случаях, когда «известно, что уровень напряжения сети в месте -присоединения конденсаторной установки будет временами при включенных конденсаторах превышать 110% номинального напряжения установки». Для отстройки защиты от кратковременных повышений напряжения необходимо согласно Правилам, чтобы защита работала с выдержкой времени 3—5 мин.
Во избежание ненужного простоя конденсаторной установки Правила рекомендуют «обратное автоматическое включение конденсаторной установки после восстановления первоначального уровня напряжения», т. е. по существу автоматическое одноступенчатое регулирование мощности установки в зависимости от напряжения (§ 8-2). Обратное включение должно производиться, конечно, только после разряда отключенной батареи. На основании норм ΜЭΚ можно рекомендовать, чтобы конденсаторы к моменту обратного включения были разряжены до напряжения, не превышающего 10% их номинального напряжения.
Защита конденсаторных установок от повышения напряжения с обратным включением выполняется по схемам автоматического одноступенчатого регулирования в зависимости от напряжения, например по схеме рис. 8-1. Схемы защиты без обратного включения не отличаются от схем защиты от повышения напряжения, применяемых для других видов электрооборудования, но тип реле времени должен обеспечивать указанную выше выдержку времени.

Релейная защита от замыканий между обкладками

Релейная защита от замыканий между обкладками выполняется по разным схемам и применяется главным образом при соединении батарей звездой с изолированной или с заземленной нейтралью. При изолированной нейтрали замыкание между обкладками секций в конденсаторах какой-либо фазы, создавая асимметрию батареи, вызывает изменение потенциала нейтральной точки батареи (§ 7-2). Это явление может быть использовано для релейной защиты батареи, которая выполняется в двух вариантах.

Рис. 7-1. Схема защиты, реагирующей на смещение потенциала нейтральной точки батареи относительно земли.
При первом варианте между нейтральной точкой конденсаторной батареи и землей включается первичная обмотка однофазного трансформатора напряжения, а ко вторичной обмотке присоединяется реле напряжения (рис. 7-1). Если емкости всех трех фаз батареи одинаковы и все три фазы сети, к которой она присоединена, имеют одинаковые емкости относительно земли, то потенциал нейтральной точки батареи равен потенциалу земли и напряжение на зажимах трансформатора напряжения равно нулю. Неравенство фазных емкостей батареи вызывает изменение потенциала нейтральной точки, на реле появляется напряжение, и защита отключает батарею или приводит в действие сигнализацию.

Недостатком этой схемы является то, что она реагирует не только на электрическую асимметрию батареи, но и па асимметрию сети, к которой она присоединена, относительно земли. Например, при замыкании одной из фаз сети на землю напряжение между нейтральной точкой симметричной батареи и землей становится равным фазному напряжению сети, что вызывает излишнее срабатывание защиты.
Этот недостаток отсутствует во втором варианте той же схемы, при котором батарея подразделяется на две трехфазные группы примерно одинаковой мощности (рис. 7-2). Между нейтральными точками этих групп включается первичная обмотка трансформатора напряжения или трансформатора тока, а ко вторичной обмотке присоединяется реле напряжения или реле тока. При этой схеме нарушение симметрии сети относительно земли не вызывает действия реле, так как потенциалы обеих нейтральных точек смещаются одинаково. Последнюю схему называют иногда «схемой двойной звезды», а первую — «схемой одинарной звезды».
Расчет напряжения на первичных зажимах трансформатора напряжения при несимметричном режиме производится по выражениям для смещения U0 потенциала нейтрали, приведенным в § 2-3. Наиболее удобно для расчетов выражение

Читайте также:  Установка дефлекторов ниссан альмера классик


Рис. 7-2. Схема защиты, реагирующей на смещение потенциала нейтральной точки одной группы конденсаторов относительно нейтральной точки другой группы.

Если между нейтральными точками двух групп включен трансформатор тока, то можно считать их соединенными накоротко через первичную обмотку трансформатора. Если предполагать, кроме того, что при нормальном режиме емкости С всех фаз в обеих группах одинаковы, а при несимметричном режиме изменяется только емкость одной фазы в одной из групп и принимает значение С1, то ток, протекающий по первичной обмотке трансформатора тока, выражается:

где
Iф — фазный ток в каждой из групп при нормальном режиме.

Вывод этого выражения произведен на основе общих методов расчета трехфазных цепей.
Если батарея соединена звездой с заземленной нейтралью, то защита, реагирующая на асимметрию батареи, выполняется путем заземления нейтрали через первичную обмотку трансформатора тока. Ко вторичной обмотке присоединяется реле тока, реагирующее на ток нулевой последовательности, протекающий между нейтралью и землей.
Существуют и другие схемы защиты, реагирующей на асимметрию батареи, но они встречаются значительно реже, чем описанные выше. Одна из них предназначена для конденсаторных батарей, соединенных звездой с. изолированной нейтралью. Параллельно каждой фазе батареи присоединена первичная обмотка однофазного трансформатора напряжения, а три вторичные обмотки соединены разомкнутым треугольником. Напряжение на зажимах последнего остается равным нулю до тех пор, пока емкости всех трех фаз батареи одинаковы. При нарушении симметрии срабатывает реле, присоединенное к зажимам разомкнутого треугольника.
Схема защиты батарей, соединенных треугольником, предусматривает включение трансформатора тока в цепь каждой фазы батареи. Вторичные обмотки этих трансформаторов соединены звездой, и в нейтральный провод включено реле тока. При нарушении симметрии батареи ток в нейтральном проводе отличен от нуля, что вызывает срабатывание защиты.
Другая схема защиты батарей, соединенных треугольником, требует подразделения каждой фазы батареи на две параллельные ветви одинаковой емкости. Последовательно с каждой ветвью включается трансформатор тока, что позволяет осуществить поперечную дифференциальную защиту каждой фазы батареи.

Источник

Конденсаторные установки — Защита конденсаторных установок

При эксплуатации конденсаторных установок приходится считаться с возможностью возникновения повреждений и ненормальных режимов работы.
Наиболее распространенными и опасными видами повреждений в них являются разного рода короткие замыкания, следствием которых могут быть:
понижение напряжения в сети промышленного предприятия. приводящее к нарушению нормальной работы и браку продукции;
разрушение поврежденного элемента электрооборудования электрической дугой, возникающей при коротком замыкании;
разрушение оборудования в неповрежденной части сети в результате динамического и теплового действия токов короткого замыкания;
нарушение устойчивости работы электрической системы.
Из наиболее опасных режимов работы конденсаторной установки являются длительное повышение напряжения на ее зажимах, а также перегрузка конденсаторов высшими гармониками тока.
При достаточно большом времени их действия температура элементов электрооборудования повышается, а их изоляция ускоренно изнашивается или разрушается. В связи с этим возникает необходимость в применении автоматических устройств, защищающих конденсаторную установку и ее элементы от опасных последствий повреждений и ненормальных режимов. Защитные устройства отсоединяют поврежденные элементы от остальной, неповрежденной части конденсаторной установки или от электрической сети промышленного предприятия. К защитным устройствам, как и к любым видам релейной защиты, предъявляются следующие основные технические требования: избирательность, быстрота, чувствительность и надежность.
Требование избирательности действия заключается в обеспечении отключения только поврежденного элемента конденсаторной установки. Быстрота действия дает возможность уменьшить размер повреждений, а также время работы конденсаторов и других потребителей при пониженном напряжении.
Защита должна быть чувствительной, для того чтобы реагировать на все виды повреждений и ненормальные режимы работы и приходить в действие в начале возникновения повреждения. Требование надежности заключается в том, что защита должна действовать во всех случаях безотказно.
Аварии в конденсаторных установках в подавляющем большинстве случаев являются результатом пробоя изоляции между обкладками секций, приводящего к двухфазному короткому замыканию внутри конденсатора, а иногда и к замыканию на корпус.
Все виды релейных защит, которыми оборудуются конденсаторные установки, можно подразделить на общие защиты батарей, групповые и индивидуальные защиты конденсаторов (секций).
К общим для всей конденсаторной установки защитам относятся: защита от многофазных замыканий, защита от однофазного замыкания на землю, защита от перегрузки и защита от повышения напряжения. Защита от многофазных коротких замыканий конденсаторной установки в целом осуществляется при любых схемах соединения конденсаторов и должна действовать на отключение конденсаторной установки без выдержки времени (мгновенного действия). В конденсаторных установках на напряжения до 1 000 в эта защита выполняется в основном предохранителями или автоматическими включателями. В установках на напряжения выше 1000 в она выполняется при помощи предохранителей (рис. 13) или как релейная.

При наличии индивидуальной или групповой защиты конденсаторов защита от многофазных коротких замыканий выполняется одним реле, включенным на разность фазных токов. При этом используется защита с вторичным реле тока прямого действия (рис. 14) или с вторичным реле косвенного действия.

Рис. 13. Схема защиты конденсаторной установки при помощи предохранителей
I—разъединитель; 2—предохранители защиты установки; 3 — предохранители групповой защиты; 4 — конденсаторы; 5 — разрядные сопротивления.
I — трансформаторы тока; 2—трансформатор тока земляной защиты; 3 — трансформатор напряжения; 4 — предохранители групповой защиты; 5 — конденсаторы; 6 — вторичное реле тока типа РТМ; 7 — реле тока типа ЭТ-521/0,2; 8 — реле промежуточное типа РП-26; 9 — катушка отключения масляного выключателя.

Рис. 14. Принципиальная схема релейной защиты конденсаторной установки с вторичным реле прямого действия.
Точность работы вторичных реле прямого действия хороших конструкций приближается к точности реле косвенного действия. Поэтому защиты с вторичным реле прямого действия должны иметь широкое применение в распределительных сетях промышленных предприятий для защиты конденсаторных установок. На практике широкому распространению этой схемы иногда препятствует несовершенное конструктивное выполнение реле прямого действия и приводов выключателей, на которые они работают.
Двухрелейное исполнение максимальной токовой защиты применяется только в тех случаях, когда мощность конденсаторной установки соизмерима с мощностью источника питания. Защита всей конденсаторной установки от многофазных коротких замыканий служит резервом на случай неудовлетворительной работы групповой защиты, а также отключает батарею при коротких замыканиях в ошиновке, кабеле и т. п.
Если конденсаторная установка присоединена к шинам подстанции через общий выключатель с силовым трансформатором или двигателем, то ее защита должна быть объединена и увязана с защитой этих электроприемников.
Защита конденсаторных установок выше 1 000 в от однофазных замыканий на землю выполняется при токах замыкания на землю 20 а и выше (если защита от многофазных замыканий не реагирует при однофазных замыканиях на землю).
Поскольку баки конденсаторов при их параллельном соединении имеют защитное заземление, то при замыкании на корпус внутри конденсатора через место замыкания протекает ток однофазного замыкания на землю, зависящий от параметров питающей сети. Этот ток, как правило, недостаточен для приведения в действие защиты от многофазных коротких замыканий. Поэтому защита выполняется с включением реле на фильтр токов нулевой последовательности (рис. 14).
При соединении конденсаторной установки со сборными шинами при помощи силового кабеля для защиты используются кабельные трансформаторы тока нулевой последовательности. Так как при замыкании на землю токи повреждения могут возвращаться как через землю, так и по оболочке и броне кабеля, то для предотвращения возможности срабатывания под воздействием этих токов защит неповрежденных установок кабель на участке от трансформатора тока нулевой последовательности до воронки и воронка изолируются от земли. Защитное заземление воронки выполняют проводом, пропущенным через отверстие магнитопровода трансформатора тока в направлении кабеля. При таком исполнении токи, протекающие по оболочке кабеля и в заземляющем проводе, одинаковы по величине и противоположны по направлению, благодаря чему они потока в магнитопроводе не создают.
При соединении сборных шин с конденсаторной установкой специальными соединительными шинами защита от замыканий на землю может не выполняться. В этом случае для контроля замыкания на землю используется устройство контроля изоляции на шинах подстанции. Устройство контроля изоляции чаше всего выполняется при помощи трех вольтметров, включаемых на фазные напряжения через измерительные трансформаторы напряжения. Нормально вольтметры показывают равные по величине фазные напряжения. При замыкании на землю одной из фаз напряжение на поврежденной фазе понизится, а на неповрежденных фазах повысится.
Для получения звукового сигнала в провод, соединяющий нулевую точку вольтметров с нулевым проводом трансформатора напряжения, включается реле с действием на сигнал. Если конденсаторы соединены последовательно или параллельно-последовательно, то замыкание на корпус конденсатора не представляет собой замыкания на землю, так как баки конденсат000в изолированы от земли.
Защита от однофазных замыканий на землю в конденсаторных установках на напряжения до 1 000 в осуществляется предохранителями или автоматами, общими для всей батареи. В тех случаях, когда возникает перегрузка конденсаторов высшими гармониками тока, должна быть предусмотрена защита от перегрузки конденсаторной установки с действием на отключение при токе, превышающем 130% номинального тока. Эта защита совмещается с защитой от многофазных коротких замыканий. Защита от повышения напряжения предусматривается в том случае, если уровень напряжения в сети в месте присоединения конденсаторов будет временами превышать 110% номинального напряжения установки. Поскольку уровень напряжения во многих сетях промышленных предприятий не превышает этой величины, защита от повышения напряжения необязательна.
Защита выполняется с действием на отключение и должна работать с выдержкой времени 3—5 мин, чтобы избежать ложных отключений при кратковременных повышениях напряжения.
Во избежание простоя отключенных конденсаторных установок после восстановления уровня напряжения необходимо быстро осуществлять обратное их включение, что достигается применением схем автоматического регулирования мощности. Обратное включение должно производиться после разряда конденсаторов.
Независимо от защиты всей конденсаторной установки на напряжение выше 1 000 в в целом, в батареях с параллельным соединением однофазных конденсаторов должна осуществляться их групповая защита предохранителями высокого напряжения. Количество конденсаторов в группе должно быть, как правило, не менее пяти и номинальный ток одной группы— не более 100 а.
Групповая защита не требуется, если конденсаторы снабжены встроенной индивидуальной защитой секций. Такой индивидуальной защитой снабжены конденсаторы на напряжения 0,22—1,05 кВ с параллельным соединением секций.
На промышленных предприятиях имеются в работе конденсаторные установки на напряжение выше 1 000 в, оборудованные индивидуальной защитой конденсаторов, поскольку это требовалось действующими ранее правилами устройств электроустановок.
Для правильной ликвидации повреждений в конденсаторных установках все последовательно установленные защитные устройства должны работать избирательно. Для обеспечения избирательности между высоковольтными предохранителями групповой защиты конденсаторов и всей установки необходимо, чтобы их номинальные токи различались не менее чем на одну ступень шкалы. Избирательность действия между предохранителями групповой защиты, максимальной токовой защитой батареи и отстройка от бросков токов, возникающих при включении конденсаторов в сеть, достигается выбором номинального тока плавкой вставки предохранителя и тока срабатывания максимальной защиты по следующим уравнениям:
где Уп.в — номинальный ток плавкой вставки;
/с.з — ток срабатывания защиты;
Iн.к—номинальный ток одного конденсатора или защищаемой группы;
I.нy — номинальный ток конденсаторной установки.
Номинальный ток плавких вставок предохранителей, защищающих отдельной конденсатор, группу или конденсаторную установку, не должен превышать 160% суммы номинальных токов защищаемых конденсаторов. Ток уставки максимального реле или расцепителя автомата не должен превышать 120% номинального тока конденсаторов.
При работе конденсаторных установок, когда температура окружающего воздуха превышает 35° С, возникает необходимость в отключении конденсаторов. Для этих целей устанавливается защита, реагирующая на температуру воздуха в помещении конденсаторной установки.

Читайте также:  Мощность силовой установки вертолета

Источник

Защита и автоматика конденсаторных установок

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 = kзап/к.у ном, где /к.у ном – номинальный ток конденсаторной установки или отдельных ее элементов (для груп­повой защиты и защиты секций); kзап = 2,0 — 2,5. Большее значе­ние коэффициента запаса kзап 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 > 1,1Uном. Защита выполняется одним максимальным реле напряжения и реле времени. Напряжение сра­батывания определяется условием U = 1,1Uном, а выдержка времени принимается равной tс.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 Dt = 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

Читайте также:  Смесительная установка асфальтобетонной смеси

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].

Источник

ПУЭ 7. Правила устройства электроустановок. Издание 7

5.6.16. Конденсаторные установки в целом должны иметь, защиту от токов КЗ, действующую на отключение без выдержки времени. Защита должна быть отстроена от токов включения установки и толчков тока при перенапряжениях. ¶

5.6.17. Конденсаторная установка в целом должна иметь защиту от повышения напряжения, отключающую батарею при повышении действующего значения напряжения сверх допустимого. Отключение установки следует производить с выдержкой времени 3-5 мин. Повторное включение конденсаторной установки допускается после снижения напряжения в сети до номинального значения, но не ранее чем через 5 мин после ее отключения. Защита не требуется, если батарея выбрана с учетом максимально возможного значения напряжения цепи, т. е. так, что при повышении напряжения к единичному конденсатору не может быть длительно приложено напряжение более 110% номинального. ¶

5.6.18. В случаях, когда возможна перегрузка конденсаторов токами высших гармоник, должна быть предусмотрена релейная защита, отключающая конденсаторную установку с выдержкой времени при действующем значении тока для единичных конденсаторов, превышающем 130% номинального. ¶

5.6.19. Для конденсаторной батареи, имеющей две или более параллельные ветви, рекомендуется применять защиту, срабатывающую при нарушении равенства токов ветвей. ¶

5.6.20. На батареях с параллельно-последовательным включением конденсаторов каждый конденсатор выше 1,05 кВ должен быть защищен внешним предохранителем, срабатывающим при пробое конденсатора. Конденсаторы 1,05 кВ и ниже должны иметь встроенные внутрь корпуса плавкие предохранители по одному на каждую секцию, срабатывающие при пробое секции. ¶

5.6.21. На батареях, собранных по схеме электрических соединений с несколькими секциями, должна применяться защита каждой секции от токов КЗ независимо от защиты конденсаторной установки в целом. Такая защита секции необязательна, если каждый единичный конденсатор защищен отдельным внешним или встроенным предохранителем. Защита секции должна обеспечивать ее надежное отключение при наименьших и наибольших значениях тока КЗ в данной точке сети. ¶

5.6.22. Схема электрических соединений конденсаторных батарей и предохранители должны выбираться такими, чтобы повреждение изоляции отдельных конденсаторов не приводило к разрушению их корпусов, повышению напряжения выше длительно допустимого на оставшихся в работе конденсаторах и отключению батареи в целом. ¶

Источник

Выбор защитного аппарата для конденсаторной установки

Дата1 ноября 2015 Авторk-igor

Выбор защитного аппарата для конденсаторной установки

Выбору автоматического выключателя для защиты конденсаторной установки следует уделить особое внимание, т.к. данные устройства имеют свои особенности. Как правило, конденсаторные батареи предусматривают при проектировании промышленных объектов.

Кстати, для расчета требуемой мощности конденсаторной установки я вывел необходимые формулы для удобного расчета и заложил их в своей программе.

По роду своей деятельности установки для коррекции коэффициента мощности мне приходилось устанавливать при проектировании промышленности, а также в трансформаторных подстанциях, питающих такие объекты.

Требования предъявляемые к защитному аппарату конденсаторной батареи:

  • автомат должен выдерживать переходные токи при коммутации конденсаторных батарей. Термомагнитные либо электронные расцепители не должны срабатывать от пусковых токов.
  • автомат должен выдерживать периодические или постоянные сверхтоки, которые могут быть вызваны гармониками напряжения и допустимыми отклонениями от номинальной емкости КУ.

При этом, отключающая способность защитного автоматического выключателя должна соответствовать параметрам короткого замыкания электроустановки.

Согласно европейским стандартам, через защитный автомат может проходить ток на 30% больше номинального тока КУ из-за возможного наличия гармоник напряжения в сети. При этом, для КУ мощностью до 100 квар установлен допуск емкости +10%, а для батарей выше 100 квар – допуск 5%.

Таким образом, тепловой расцепитель автоматического выключателя (In) для конденсаторной установки должен удовлетворять следующим условиям:

При Q<=100 квар In>1,3*1,1*Iку=1,43*Iку

Для Q>100 квар In>1,3*1,05*Iку=1,365*Iку

Q – реактивная мощность КУ.

Подключение конденсаторной батареи создает условия, аналогичные состоянию короткого замыкания: на время 1-3 мс на высоких частотах (1-15 кГц) возникают переходные процессы с высоким пиковым током (25. 200*Iку).

При выборе электромагнитного расцепителя рекомендуется соблюдать следующее условие:

Iз>=10*In

В электронных расцепителях функцию защиты от короткого замыкания отключают.

Таким образом, при выборе защитного аппарата КУ нужно учесть появление гармоник в сети, допуски на емкость, а также исключить ложные срабатывания при включении батарей.

Источник

Adblock
detector