Контроль реактивной мощности
Большинство банков компенсации контролируются поэтапно. Для этого важно «знать», когда разрешено (де) активировать шаг конденсатора реле мощности (контроллер).
Как контролировать реактивную мощность с несколькими входами на больших электростанциях (на фото: комплекс зданий Fraunhofer IISB с усовершенствованной системой мониторинга мощности Siemens, кредит: Siemens)
Так называемое значение C / k рассчитывается по размеру шага C, деленному на отношение k трансформатора тока. Понятно, что конденсатор с, например, 50 квар не может быть включен, если реле коэффициента мощности измеряет отклонение реактивной мощности всего 10 квар в отношении предварительно настроенной мишени коэффициента мощности.
Эта техническая статья объясняет два способа контроля реактивной мощности в установках с несколькими факторами:
- Измерение с помощью суммирования Трансформатор тока
- Параллельная работа банков-компенсаторов для каждого входящего предложения
- Резюме
1. Измерение с помощью суммирования трансформатора тока
Более крупные электростанции имеют несколько питающих устройств с двумя или более силовыми трансформаторами, которые обычно работают параллельно. Что касается контроля реактивной мощности, возможны два решения.
Первое решение, согласно рис. 1, измеряет нагрузку через три трансформатора тока 1500 А / 5 А с каждым входящим питанием, питаемым одним силовым трансформатором 1000 кВА. Три токовых пути суммируются в суммирующем трансформаторе тока с тремя входными трактами, по 5 А каждый, и одним выходным путем 5 А.
Этот выход подключается к текущему пути реле коэффициента мощности, управляющему 12-ступенчатым центральным блоком компенсации 600 квар.
Рисунок 1 - Компенсация центрального типа с помощью суммирующего трансформатора тока
У этого метода есть большой недостаток: для правильного управления реактивной мощностью необходимо, чтобы оба выключателя 1 и 2 замыкались все время! В случае любого короткого замыкания все три силовые трансформаторы генерируют очень большую мощность, как правило.
Предположим, что выключатель связи 1 открыт - тогда реле коэффициента мощности не может компенсировать реактивную мощность потребителей, подключенных к шине слева. Однако реле отмечает более высокий запрос на включение конденсаторов.
Это может привести к сверхкомпенсации на трансформаторах 2 и 3 - это означает, что емкостная реактивная мощность повышается до сборной шины уровня MV и через трансформатор 1 для потребителей, подлежащих компенсации. Эта передача реактивной мощности вызывает дополнительные потери активной мощности вдоль кабелей и в трансформаторах, конечно.
Третий недостаток заключается в том, что реле коэффициента мощности не может «видеть», в какой области возникает реактивная мощность, из-за трансформатора тока суммирования и компенсации центрального типа, подключенной к сборной шине посередине. Несмотря на это, важно обсудить, как рассчитать значение C / k для правильной настройки.
Для этой цели используется уравнение 1:
Фактор k определяется отдельно:
Первый член символизирует общее отношение трех трансформаторов тока, а второе, символизирующее суммирующий трансформатор, подлежащий умножению, приводит к очень большому общему отношению k = 900. Затем необходимо проверить, минимальная чувствительность реле 1 % не будет уменьшаться.
Наконец, значение C / k рассчитывается согласно уравнению 1:
Это значение настраивается на большинстве реле коэффициента мощности с помощью ручной настройки C / k или на реле с полуавтоматической адаптацией. Рынок предлагает реле коэффициента мощности для установки параметров «коэффициент трансформации тока» и (наименьший) «размер шага» в цифровом виде. Неправильные настройки могут привести к «охоте» на шаг конденсатора!
Предположим, что четвертая входная мощность с дополнительным силовым трансформатором 1000 кВА увеличивает общее отношение, относящееся к четырем трансформаторам тока, которые суммируются до k = 1200, а значение C / k уменьшается приблизительно до 0, 038.
Это значение заметно снижает уровень 1%.
Было бы только возможность варьировать коэффициент от 0, 65 до 0, 85 или, в другом расчете, чтобы показать, при каком проценте от размера шага (50 квар) будет регулироваться реле коэффициента мощности с полностью автоматической коррекцией C / k:
Реле снова включило бы конденсатор на уровне 85%, относящемся только к 50 кварам, или только к 42, 5 кварам. Правильное управление конденсаторами больше не гарантируется из-за допусков реле и конденсатора.
Что касается фактора k, не имеет значения, работают ли все силовые трансформаторы или нет. Фактор k является лишь характеристической константой всей электростанции.
Как отмечалось выше, этот способ управления реактивной мощностью имеет некоторые недостатки. Установка индивидуальных банков компенсации для каждого входящего источника намного более подходит, как описано в следующих параграфах.
Вернуться к содержанию ↑
2. Параллельная работа банков-компенсаторов для каждого входящего предложения
Как показано на фиг. 2, преимущества можно увидеть сразу. Контроль реактивной мощности осуществляется индивидуально для каждого входящего источника с помощью собственного банка компенсации, каждый из которых управляется автоматическим контроллером реактивной мощности.
Рисунок 2 - Компенсация центрального типа для каждого входящего питания
Не имеет значения, является ли положение выключателей 1 и 2 связи открытым или закрытым. Если они открыты, банки компенсации действуют индивидуально. Если они закрыты, вы встретите параллельную операцию, о которой будет сказано ниже. Все три реле коэффициента мощности, работающие параллельно, заданы одинаковой целью коэффициента мощности между собой.
Что касается временной задержки переключения на каждый шаг, нет необходимости задавать одно и то же значение, приблизительное, например, в диапазоне от 35 до 40 с на шаг.
Расчет C / k из уравнения 1 снова прост, так как не следует учитывать суммирующий трансформатор тока.
Таким образом, отношение трансформатора тока равно:
Это значение C / k должно быть предварительно настроено на каждом реле с ручной или полуавтоматической коррекцией C / k одинаково в случае открытых автоматических выключателей. Но какова ситуация с закрытыми выключателями связи?
Размер шага 50 квар составляет только одну треть, измеренную трансформаторами тока, предполагая такое же полное сопротивление на силовых трансформаторах, работающих параллельно.
Это означало бы, что заданное значение C / k зависит от положения выключателей связи и должно быть исправлено все время. Это действительно серьезный недостаток, если использовать реле коэффициента мощности с ручной или полуавтоматической настройкой C / k.
Таким образом, лучшим решением будет использование реле коэффициента мощности с функцией « полной автоматической адаптации C / k ».
Они всегда регистрируют так называемый эффект компенсации для каждого шага независимо от положения выключателей 1 и 2 связи. Даже если выключатель 2 разомкнут и 1 замкнут, трансформатор тока банка компенсации C регистрирует полный размер конденсатора, но трансформаторы тока компенсационных банков A и B только в два раза меньше.
Нет необходимости обсуждать недостатки реле коэффициента мощности с ручной или полуавтоматической адапцией C / k.
Во время установки больших электростанций с токами более 1000 А необходимо строго следить за тем, чтобы, например, кабели от силовых трансформаторов к сборным шинам имели одинаковую длину, чтобы обеспечить симметричное распределение нагрузки.
Другая ситуация, о которой стоит упомянуть, - это случай, когда один силовой трансформатор, например, нет. 3, не работает из-за технического обслуживания и, при условии, что автоматические выключатели связи, конечно, закрыты, что реле коэффициента мощности компенсации C включено, но не получает никакого сигнала от трансформатора тока.
Рисунок 3 - Функция между cos φd и линией C / k
Что касается фиг. 3, то нет существующего вектора, который превышает пороговый уровень C / k. Старые реле будут «стоять» с количеством подключенных конденсаторов по-прежнему. Они не смогут установить контроль до тех пор, пока техническое обслуживание не будет завершено.
Не все марки реле коэффициента мощности могут отключать конденсатор (ы) после определенного времени измерения «нет тока» или «I = 0». Таким образом, важно получить информацию об этом от производителя.
Вернуться к содержанию ↑
Подводить итоги
Суммируя, лучше всего сосредоточиться на описанном методе, предпочитая метод раздела 11.6.1, поскольку существует несколько преимуществ:
- Контроль реактивной мощности независимо от положения выключателя связи.
- Возможность ограничения мощности в случае короткого замыкания.
- Децентрализованная компенсация позволяет местоположение намного ближе к потребителям реактивной мощности.
Вернуться к содержанию ↑
Ссылка // Компенсация реактивной мощности Вольфгангом Хофманом, Юргеном Шлаббахом и Вольфгангом (Покупка твердой обложки из Амазонки)