Устройство централизованной компенсации реактивной мощности

Устройство централизованной компенсации реактивной мощности относится к области электротехники, в частности к устройствам для компенсации реактивной мощности электрических сетей общего назначения напряжением 0,4; 6; 10 кВ. Устройство содержит группу ступеней трехфазных косинусных конденсаторов 3.1-3.n, регулятор 4, выключатели ступеней 2.1-2-n. Новым в устройстве является введение в него разделительного трансформатора тока (7), автотрансформатора тока (8) и разделительного понижающего трансформатора напряжения (6). Входы разделительного понижающего трансформатора напряжения (6) подключены к напряжению сети. Входы разделительного трансформатора тока (7) подключены к трансформатору тока рабочего ввода 9.1 (9.2), а входы автотрансформатора к трансформатору тока резервного ввода (10). Входы автотрансформатора (8) и разделительного трансформатора тока (7) объединены и подключены к токовому входу регулятора. Выходы разделительного понижающего трансформатора напряжения (6) также подключены к регулятору (4). Технический результат - снятие требований к реконструкции действующих подстанций, связанных с заменой и установкой дополнительных трансформаторов тока и других конструктивных изменений. 1 н.з. и 2 з.п. формулы, 3 ил.

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.

1. Устройство централизованной компенсации реактивной мощности, состоящее из конденсаторных ступеней, регулятора, подключенного измерительными цепями к напряжению сети и трансформаторам тока рабочего и резервного источников питания, а выходными контактами - к цепи управления ступенями конденсаторов, отличающееся тем, что в него дополнительно введены трансформатор напряжения, разделительный трансформатор тока с коэффициентом трансформации, равным единице, подключенный первичной обмоткой к вторичной обмотке трансформатора тока ввода рабочего источника, а вторичной - к токовому входу регулятора, 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.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что на двухсекционных подстанциях применяют два устройства, входные обмотки автотрансформаторов тока устройств соединены последовательно и подключены к вторичной обмотке трансформатора тока секционного выключателя.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что на односекционных подстанциях, работающих в кольцевой сети, разделительный трансформатор тока включен во вторичную обмотку трансформатора тока ввода, имеющего больший или равный коэффициент трансформации по сравнению с другим вводом.

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что для применения в сетях 6, 10 кВ трансформатор напряжения выполнен разделительным понижающим, а для сетей 0,4 кВ - разделительным.