Schémata zapojení kondenzátorových baterií pro kompenzaci jalového výkonu

Kompletní kondenzační jednotky se skládají ze standardních továrních skříní a mohou být pevné a nastavitelné.

Regulace může být jednostupňová nebo vícestupňová. Díky jednokrokové regulaci se celé zařízení automaticky zapíná a vypíná. Při víceúrovňové regulaci dochází k automatickému přepínání jednotlivých sekcí kondenzátorových bank.
Automatická regulace musí zaručovat: v režimu maximálního zatížení elektrizační soustavy — určitý stupeň kompenzace jalového zatížení, v režimech středního a minimálního zatížení — normální režim provozu sítě (tj. zabránit překompenzování a napětí nad povolené odchylky).

První požadavek je nejsnáze splněn, pokud je jako řídicí parametr použit jalový výkon (jalový proud). Úprava účiníku cosφ neposkytuje nejúspornější režim provozu sítě a nedoporučuje se.

Kompenzace jalového výkonu pomocí kondenzátorových bank může být individuální, skupinová a centralizovaná.

Individuální kompenzace se nejčastěji používá pro napětí do 660 V. V tomto případě je kondenzátorová banka pevně spojena se svorkami přijímače. V tomto případě je celá síť energetického systému odlehčena jalovým výkonem. Tento typ kompenzace má významnou nevýhodu - špatné využití instalované kapacity kondenzátorové banky, protože když je přijímač vypnutý, vypne se a kompenzační instalace.

Se skupinovou kompenzací je kondenzátorová baterie připojena k distribučním bodům sítě. Zároveň se mírně zvyšuje využití instalovaného výkonu, ale distribuční síť od distribučního místa k přijímači zůstává zatížena jalovým výkonem zátěže.

Při centralizované kompenzaci je kondenzátorová baterie připojena k přípojnicím 0,4 kV dílenské rozvodny nebo k přípojnicím 6-10 kV hlavní snižovací rozvodny. V tomto případě jsou transformátory hlavní snižovací rozvodny a napájecí sítě odlehčeny od jalového výkonu. Využití instalovaného výkonu kondenzátorů je nejvyšší.

Aby nedošlo k výraznému nárůstu nákladů na odpojování, měření a další zařízení, nedoporučuje se při připojování kondenzátorů pomocí samostatného spínače instalovat kondenzátorové baterie 6-10 kV s kapacitou menší než 400 kvar (obr. 1, Obr. a ) a méně než 100 kvar při připojení kondenzátorů přes společný spínač s výkonovým transformátorem, asynchronním motorem a dalšími přijímači (obr. 1, b).

Rýže. 1.Schéma zapojení kondenzátorových baterií: a — se samostatným spínačem, b — se zátěžovým spínačem, VT — napěťový transformátor používaný jako vybíjecí odpor pro kondenzátor, LI — signální kontrolky

Instalace kondenzátoru musí mít přepěťovou ochranu, která vypne baterii, když proudové napětí stoupne nad přípustnou hodnotu. Instalace musí být vypnuta se zpožděním 3 - 5 minut. Restartování je povoleno po poklesu napětí sítě na nominální hodnotu, ne však dříve než 5 minut po jejím vypnutí.

Při vypnutí kondenzátorů je nutné energii v nich uloženou automaticky vybít na trvale připojený činný odpor (např. transformátor napětí). Hodnota odporu by měla být taková, aby při vypnutí kondenzátorů došlo na jejich vývodech k přepětí.

Kapacity fází kondenzátorové banky musí být řízeny stacionárními zařízeními pro měření proudu v každé fázi. U instalací s kapacitou do 400 kvar je povoleno měření proudu pouze v jedné fázi. Vzájemné propojení kondenzátorů a jejich připojení k přípojnicím musí být provedeno pružnými propojkami.

Ochrana banky kondenzátoru

Ochrana kondenzátorových baterií s napětím nad 1000 V proti zkratu může být provedena pojistkou typu PC nebo odpojovacím relé. Ochrana obvodu? k zemi je ovlivňováno proudovým relé T pracujícím přes mezilehlé vypínací relé P.

Obr. 2. Ochranný obvod vysokonapěťového kondenzátoru

Ochrana kondenzátorových baterií pro jednofázové zemní poruchy se zřizuje v následujících případech: když jsou zemní poruchové proudy vyšší než 20 A a když nefunguje ochrana proti mezifázovým poruchám.

Automatické řízení výkonu kondenzátorových baterií

Výkon kondenzátorové jednotky je regulován:

• napětím v místě připojení kondenzátorů;

• od zatěžovacího proudu objektu;

• směr jalového výkonu ve vedení spojujícím podnik s vnější sítí;

• denní dobu.

Nejjednodušší a pro průmyslové podniky nejpřijatelnější je automatická regulace napětí sběrnic rozvoden (obr. 3).

Rýže. 3. Schéma jednostupňové automatické regulace napájecího napětí kondenzátorové baterie

Jako spoušť obvodu se používá podpěťové relé H1, které má jeden značkovač a jeden rozpínací kontakt. Když napětí v rozvodně klesne pod předem stanovenou mez, relé H1 se aktivuje a sepne svůj zapínací kontakt v obvodu relé PB1. Relé PB1 s určitým časovým zpožděním sepne svůj zapínací kontakt v elektromagnetickém obvodu EV a sepne spínač.

Když napětí sběrnice rozvodny stoupne nad limitní relé, H1 se vrátí do své původní polohy, rozepne svůj NO kontakt a sepne svůj NC kontakt v reléovém obvodu PB1. Relé PB2 sepne a s přednastaveným časovým zpožděním vypne spínač — baterie je odpojena. Časová relé slouží k nastavení krátkodobých nárůstů a poklesů napětí.

Pro odpojení kondenzátorové baterie od ochrany je k dispozici mezilehlé relé P (ochranné obvody jsou obvykle zobrazeny s jedním zapínacím kontaktem P3).

Když je ochrana aktivní, relé P se aktivuje a v závislosti na poloze spínače jej vypne, pokud je zapnuto, nebo zabrání jeho zapnutí pro zkrat rozepnutím rozpínacího kontaktu relé P.

Pro vícestupňové automatické řízení napětí několika kondenzátorových jednotek je obvod každé z nich podobný, pouze startovací napětí startovacího relé je zvoleno v závislosti na přednastaveném napěťovém režimu sítě.

Automatická regulace kapacity kondenzátorových baterií zatěžovacím proudem se provádí přibližně stejně, pouze jako spouštěcí těleso slouží proudová relé připojená k síti na straně napájení (vstupu).