Schémy zapojenia kondenzátorových bánk pre kompenzáciu jalového výkonu

Kompletné kondenzačné jednotky pozostávajú zo štandardných továrenských skríň a môžu byť pevné a nastaviteľné.

Regulácia môže byť jednostupňová alebo viacstupňová. Vďaka jednostupňovej regulácii sa celé zariadenie automaticky zapne a vypne. Pri viacúrovňovej regulácii dochádza k automatickému prepínaniu jednotlivých sekcií kondenzátorových bánk.
Automatická regulácia musí zaručovať: v režime maximálneho zaťaženia elektrizačnej sústavy — určitý stupeň kompenzácie jalového zaťaženia, v režime stredného a minimálneho zaťaženia — normálny režim prevádzky siete (to znamená zabrániť nadmernej kompenzácii a napätiu nad prípustné odchýlky).

Prvá požiadavka sa najľahšie splní, ak sa ako riadiaci parameter použije jalový výkon (jalový prúd). Úprava účinníka cosφ neposkytuje najúspornejší režim prevádzky siete a neodporúča sa.

Kompenzácia jalového výkonu pomocou kondenzátorových bánk môže byť individuálna, skupinová a centralizovaná.

Individuálna kompenzácia sa najčastejšie používa pre napätie do 660 V. V tomto prípade je kondenzátorová banka pevne spojená so svorkami prijímača. V tomto prípade je celá sieť energetického systému odľahčená jalovým výkonom. Tento typ kompenzácie má významnú nevýhodu - zlé využitie inštalovanej kapacity kondenzátorovej banky, pretože keď je prijímač vypnutý, vypne sa a kompenzačná inštalácia.

Pri skupinovej kompenzácii je kondenzátorová banka pripojená k distribučným bodom siete. Zároveň sa mierne zvyšuje využitie inštalovaného výkonu, ale rozvodná sieť od distribučného miesta k prijímaču zostáva zaťažená jalovým výkonom záťaže.

Pri centralizovanej kompenzácii je kondenzátorová banka pripojená na 0,4 kV prípojnice dielenskej rozvodne alebo na 6-10 kV prípojnice hlavnej znižovacej rozvodne. V tomto prípade sú transformátory hlavnej znižovacej rozvodne a napájacej siete vyložené z jalového výkonu. Využitie inštalovaného výkonu kondenzátorov je najvyššie.

Aby sa predišlo výraznému zvýšeniu nákladov na odpojenie, meranie a iné zariadenia, neodporúča sa pri pripájaní kondenzátorov pomocou samostatného spínača inštalovať kondenzátorové banky 6-10 kV s kapacitou menšou ako 400 kvar (obr. a ) a menej ako 100 kvar pri pripájaní kondenzátorov cez spoločný spínač s výkonovým transformátorom, asynchrónnym motorom a inými prijímačmi (obr. 1, b).

Ryža. 1.Schéma zapojenia kondenzátorových batérií: a — so samostatným spínačom, b — so záťažovým spínačom, VT — napäťový transformátor používaný ako vybíjací odpor pre kondenzátor, LI — signálne kontrolky

Inštalácia kondenzátora musí mať prepäťovú ochranu, ktorá vypne batériu, keď prúdové napätie stúpne nad prípustnú hodnotu. Inštalácia sa musí vypnúť s oneskorením 3 - 5 minút. Reštartovanie je povolené po poklese sieťového napätia na nominálnu hodnotu, nie však skôr ako 5 minút po jej vypnutí.

Pri vypnutí kondenzátorov je potrebné energiu v nich uloženú automaticky vybiť na trvalo pripojený aktívny odpor (napr. napäťový transformátor). Hodnota odporu by mala byť taká, aby pri vypnutí kondenzátorov došlo na ich svorkách k prepätiu.

Kapacity fáz kondenzátorovej banky musia byť kontrolované stacionárnymi prístrojmi na meranie prúdu v každej fáze. Pre inštalácie s kapacitou do 400 kvar je meranie prúdu povolené len v jednej fáze. Vzájomné prepojenie kondenzátorov a ich pripojenie k prípojniciam sa musí vykonať pomocou flexibilných prepojok.

Ochrana banky kondenzátora

Ochrana kondenzátorových batérií s napätím nad 1000 V proti skratu môže byť vykonaná poistkou typu PC alebo vypínacím relé. Ochrana obvodu? k zemi je ovplyvnené prúdovým relé T pracujúcim cez medziľahlé vypínacie relé P.

Obr. 2. Ochranný obvod vysokonapäťového kondenzátora

Ochrana kondenzátorových batérií pre jednofázové zemné poruchy sa zriaďuje v nasledujúcich prípadoch: keď sú zemné poruchové prúdy vyššie ako 20 A a keď nefunguje ochrana proti medzifázovým poruchám.

Automatické riadenie výkonu kondenzátorových bánk

Výkon kondenzátorovej jednotky je regulovaný:

• napätím v mieste pripojenia kondenzátorov;

• od záťažového prúdu objektu;

• smer jalového výkonu v linke spájajúcej podnik s vonkajšou sieťou;

• čas dňa.

Najjednoduchšia a pre priemyselné podniky najprijateľnejšia je automatická regulácia napätia zberníc rozvodní (obr. 3).

Ryža. 3. Schéma jednostupňovej automatickej regulácie napájacieho napätia banky kondenzátora

Podpäťové relé H1 sa používa ako spúšťač obvodu, ktorý má jeden značkovač a jeden rozpínací kontakt. Keď napätie v rozvodni klesne pod vopred stanovenú hranicu, relé H1 sa aktivuje a zopne svoj uzatvárací kontakt v obvode relé PB1. Relé PB1 s určitým časovým oneskorením zopne svoj uzatvárací kontakt v elektromagnetickom obvode EV a zapne spínač.

Keď napätie zbernice rozvodne stúpne nad limitné relé, H1 sa vráti do svojej pôvodnej polohy, otvorí svoj NO kontakt a zopne svoj NC kontakt v reléovom obvode PB1. Relé PB2 sa aktivuje a s prednastaveným časovým oneskorením vypne spínač — batéria je odpojená. Časové relé slúžia na nastavenie krátkodobých nárastov a poklesov napätia.

Na odpojenie kondenzátorovej banky od ochrany je k dispozícii medziľahlé relé P (ochranné obvody sú zvyčajne zobrazené s jedným uzatváracím kontaktom P3).

Keď je ochrana aktívna, relé P sa aktivuje a v závislosti od polohy spínača ho vypne, ak je zapnuté, alebo zabráni jeho zapnutiu pre skrat otvorením rozpínacieho kontaktu relé P.

Pre viacstupňové automatické riadenie napätia niekoľkých kondenzátorových jednotiek je obvod každej z nich podobný, iba štartovacie napätie štartovacieho relé je zvolené v závislosti od prednastaveného napäťového režimu siete.

Automatická regulácia kapacity kondenzátorových batérií záťažovým prúdom prebieha približne rovnako, ako štartovacie teleso slúžia len prúdové relé pripojené k sieti na napájacej strane (vstupe).