УСТРОЙСТВО ЦЕНТРАЛИЗОВАННОЙ КОМПЕНСАЦИИ РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ

Полезная модель относится к области электротехники, в частности к устройствам для компенсации реактивной мощности электрических сетей общего назначения напряжением 0,4; 6; 10 кВ.
Известна установка для компенсации реактивной мощности УКМ 58 (производитель ООО «ЭНЕРГИЯ-Т» г.Тольятти, ул.Громовой, дом 60 А, «Руководство по эксплуатации.ЮНИЯ.673811.008-05РЭ»), содержащая несколько секций трехфазных косинусных конденсаторов, специализированные контакторы по числу секций, автоматический регулятор. Входные контакты контактора подключены к трехфазной сети переменного тока напряжением 380 В, 50 Гц, а выходные контакты подключены к контактам трехфазного косинусного конденсатора соответствующей секции. Контакты катушек управления контакторов подключены к входам автоматического регулятора конденсаторной установки, например типа NOVAR, реагирующего на величину и направление реактивной мощности(Q).
Недостатком известного устройства является то, что при централизованной компенсации, когда регулятор NOVAR измерительными цепями подключен к вводу рабочего источника питания, при переводе питания секции 0,4 кВ через секционный выключатель к резервному источнику происходит ложное отключение компенсирующих устройств.
Известно устройство компенсации для двухсекционной подстанции («Руководство по проектированию и исполнению шкафов компенсации реактивной мощности для сетей 400/415 В, 50 Гц, раздел 7. Рекомендации по установке устройств компенсации стр.50, 51. «Schneider Electric 2007 г.»), взятое в качестве прототипа, в которое дополнительно введен суммирующий трансформатор тока, входы которого подключены к трансформаторам тока ввода и секционного выключателя, а выход к входу регулятора.
Недостатком устройства является то, что трансформаторы тока ввода и секционного выключателя должны иметь один и тот же коэффициент трансформации (одинаковый первичный и вторичный ток 5 А). Кроме того на секционном выключателе требуется дополнительная установка второго трансформатора тока. На действующих комплектных трансформаторных подстанциях установка второго трансформатора на секционном выключателе конструктивно невозможна, а обеспечение одного и того же коэффициента трансформатора на вводах и секционном выключателе затруднительна.
Задача полезной модели - снятие требований к равенству коэффициентов трансформации трансформаторов тока вводов и секционного выключателя. отказ от установки дополнительного трансформатора тока на секционном выключателе. Кроме того схема автоматики регулирования мощности компенсирующих устройств становится универсальной как для низковольтных, так и для высоковольтных устройств компенсации реактивной мощности двухсекционных подстанций, а также для односекционных подстанций, имеющих два источника питания или магистральных, работающих в кольцевой сети.
Технически результат достигается тем, что в устройство централизованной компенсации реактивной мощности состоящее из конденсаторных ступеней, регулятора, подключенного измерительными цепями к напряжению сети и трансформаторам тока рабочего и резервного источников, а выходными контактами к цепи управления ступенями конденсаторов дополнительно введены разделительный трансформатор тока с коэффициентом трансформации равным единице, подключенный первичной обмоткой к вторичной обмотке трансформатора тока ввода, а вторичной к токовому входу регулятора, также автотрансформатор тока, входные выводы которого подключены к вторичной обмотке трансформатора тока секционного выключателя, а выходные выводы - к токовому входу регулятора параллельно вторичной обмотке разделительного трансформатора тока.
Технический результат достигается тем, что входные выводы автотрансформаторов тока устройств компенсации реактивной мощности двухсекционной подстанции соединены последовательно и подключены к вторичной обмотке трансформатора тока секционного выключателя.
Сравнение заявленного решения с прототипом и другими техническими решениями в данной области техники показывают, что изложенная совокупность признаков не известна из существующего уровня техники, на основании чего можно сделать вывод о его соответствии критерию полезной модели «новизна».
Соответствие заявленной полезной модели критерию «промышленная применимость» показано на примере конкретного выполнения устройства компенсации реактивной мощности двухсекционной подстанции.
На фиг.1 приведена блок-схема устройства, на фиг.2 - схема подключения устройств к трансформаторам тока вводов и секционного выключателя двухсекционной подстанции, а на фиг.3 - схема подключения устройств к двум вводам односекционной подстанции, либо магистральной, работающей по кольцевой схеме.
Устройство содержит группу ступеней 1.1-1.n (фиг.1), каждая из которых содержит косинусный трехфазный конденсатор 3.1-3.n и выключатель 2.1-2.n. Выводы косинусного трехфазного конденсатора 3.1-3.n подключены к выходам соответствующих выключателей 2.1-2.n, выходы которых подключены к фазам А, В и С электрической сети соответственно. Регулятор реактивной мощности 4, выходные контакты которого 4.1-4.n соединены со схемой управления соответствующих выключателей 2.1-2.n. Разделительный (понижающий) однофазный трансформатор 6, вход которого через коммутационный аппарат 5 подключен к напряжению сети, а выход соединен с входами питания и схемой измерения Q регулятора 4. В качестве регулятора 4 может быть применен любой известный регулятор, например NOVAR, Б2201 и т.п., осуществляющий регулирование по величине и направлению реактивной мощности. Разделительный трансформатор тока 7, имеющий коэффициент трансформации равный единице. Первичная обмотка трансформатора тока 7 подключена во вторичную цепь трансформатора тока 9.1 (9.2) (фиг.2 и 3) источника питания. Автотрансформатор тока 8, имеющий ступенчатую регулировку коэффициента трансформации от 2 до 0.5. В качестве автотрансформатора 8 может быть применен например трансформатор тока типа АТ-27 Чебоксарского электроаппаратного завода.
Первичная обмотка автотрансформатора 8 подключена во вторичную цепь трансформатора тока 10 (фиг.2 и 3) резервного источника питания. Причем коэффициент трансформации трансформатора тока 10 желательно иметь меньше или равным коэффициенту трансформации 9.1 (9.2). Вторичные обмотки трансформатора тока 7 и автотрансформатора тока 8 объединены по дифференциальной схеме с соблюдением полярности и подключены к токовому входу регулятора 4.
Устройство работает следующим образом.
В нормальном режиме (см. фиг.2), когда питание первой секции осуществляется от ввода с трансформатором тока 9.1, а второй секции от ввода с трансформатором тока 9.2, при отключенном секционном выключателе оба регулятора работают в автономном режиме, управляя каждый своим устройством компенсации, которое компенсирует реактивную мощность соотвествующей секции.
В ремонтном режиме, при отключенном резервном вводе, устройство на первой секции за счет того, что реактивная мощность второй секции вычитается из суммарной мощности, проходящей через трансформатор тока 9.1, остается в том же режиме, поскольку с помощью автотрансформатора 8 в устройстве первой секции коэффициент трансформации трансформатора тока 10 секционного выключателя уравнен с коэффициентом трансформации трансформатора тока 9.1.
Определение уставки автотрансформатора 8 в устройстве первой секции производится по формуле:
Кта(8) = Кта(9.1)/Кта(10)
где: Кта(8) - коэффициент трансформации трансформатора тока 8
Кта(9.1) - коэффициент трансформации трансформатора тока 9.1
Кта(10) - коэффициент трансформации трансформатора тока 10 Устройство компенсации второй секции остается в работе. Регулятор устройства компенсации второй секции переключается на трансформаторы тока 10 секционного выключателя, при этом коэффициент трансформации трансформатора тока 10 уравнен коэффициентом трансформации трансформатора тока 9.2 с помощью автотрансформатора 8.
Определение уставки автотрансформатора 8 в устройстве второй секции производится по формуле:
Кта(8)=Кта(9.2)/Кта(10)
где: Кта(9.2) - коэффициент трансформации трансформатора тока 9.2 Аналогичным образом устройства компенсации реактивной мощности работают при отключении рабочего ввода и включении в работу резервного ввода и секционного выключателя.
Работа устройства централизованной компенсации реактивной мощности односекционных подстанций, имеющих два источника питания или работающих в кольцевой сети аналогична (см. фиг.3).
Универсальная конструкция предложенного устройства позволяет применить его в любых распредустройствах без внесения в них конструктивных изменений.
Кроме того она обеспечивает высокую эксплуатационную готовность устройств централизованной компенсации и экономию затрат при их монтаже на подстанции, так как вся дополнительная аппаратура (трансформаторы тока) устанавливаются производителем оборудования в заводских условиях.