Zvýšení výkonu kondenzátorových jednotek | Automatické řízení výkonu kondenzátorových baterií | Archiv | knihy

Použití kondenzátorů ke zvýšení účiníku v některých případech může vést ke snížení rezervy stability napájecího systému, protože je známo, že snížení napětí v síti způsobuje snížení jalového výkonu dodávaného do sítě kondenzátorovými jednotkami, protože výkon kondenzátorové jednotky klesá úměrně druhé mocnině napětí. Pro odstranění této nevýhody je výkon kondenzátorové jednotky vynucen automatickou změnou schématu zapojení kondenzátorů v jednotce. Tím je zajištěno, že výstup jalového výkonu zůstane po určitou dobu konstantní nebo se dokonce zvýší, když napětí klesne na určitou hodnotu. V důsledku vynucení výkonu kondenzátorové jednotky se změní napětí i fázová kapacita odpovídající každému jednotlivému kondenzátoru.
Účelově může být nucení krátkodobé – pro udržení stability energetického systému v okamžicích prudkého poklesu napětí, při zkratu nebo jiných nouzových režimech a dlouhodobé – pro snížení deficitu jalového výkonu v normálních režimech v důsledku zvýšení jeho výkonu během špičkových hodin nebo pro zálohu v případě poruchy nebo odstranění pro opravu jiných zdrojů jalového výkonu atd.
Zesilovací obvody zajišťují paralelní sériové připojení kondenzátorů k jednotce při napětí vyšším, než je jmenovité napětí. Automatické spínání kondenzátorových jednotek je prováděno vysokonapěťovými spínači ze spouštěcích prvků boostovacího obvodu, které reagují na rychlost změny napětí v čase, což zajišťuje zapnutí hlavního vypínače a přepínacího nebo bočníkového spínače.
Nejjednodušší typ nucení lze realizovat několika nastavitelnými kondenzátorovými jednotkami, obvykle řízenými podle konkrétního plánu podnikového zatížení, a v případě prudké změny napětí nebo jalového výkonu lze všechny současně zapnout nebo vypnout automaticky ze speciálního vynucovacího relé. V tomto případě je možné udržovat napětí na požadované hodnotě a nedovolit např. odpojení spouštěčů elektromotorů apod. Nucené současné zapnutí všech sekcí
Regulátor ARCON poskytuje kondenzátorové jednotky bez časového zpoždění as časovým zpožděním v rozsahu 3 až 10 s.
Z dlouhodobých schémat vynucování pro kondenzátorovou banku je nejracionálnější schéma s přepínáním z trojúhelníku na dvojitou hvězdu (obr. 43, a) pro sítě s izolovaným neutrálem transformátoru. Zapnutím spínače 2B se paralelně zapojí poloviny úseků dvou fází instalace přilehlých k jednomu rohu trojúhelníku a napětí na každé z nich se zvýší z poloviny síťového napětí na fázové napětí. Faktor zvýšení dosahuje: 1,15násobku jmenovitého napětí pro napětí a 1,33násobku jmenovitého výkonu pro výkon. Kondenzátory navržené pro tento účel vydrží takové přetížení několik hodin [6].

Rýže. 43. Základní schémata zesílení výkonu kondenzátorových jednotek.
IB – hlavní vypínač; 2B, ЗВ — boost spínače: AP — automatická regulace.
Z krátkodobého vynucení kondenzátorové jednotky dává schéma s přepínáním z hvězdy na trojúhelník (obr. 43,6) trojnásobné vynucení výkonu:

kde ω je úhlová frekvence; C je celková kapacita tří fází kondenzátorové banky, μF; U — síťové napětí sítě, kV.
Pořadí činnosti spínačů vynucovacího obvodu z činnosti automatické regulace podle libovolného parametru nastává následovně: například při prudkém poklesu napětí se spínač ЗВ vypne a zapne se 2В; Po obnovení normálního napětí se tyto spínače mohou přepnout zpět. Při přepnutí vnitřního obvodu zapojení kondenzátorové jednotky (obr. 43, c) z trojúhelníku na dvojitý trojúhelník, s vrcholy uzavřenými středem trojúhelníku, dojde ke čtyřnásobnému zvýšení výkonu kondenzátorové jednotky. Působením automatické regulace, např. při poklesu napětí, se zapne 2V boost spínač, spojující vrcholy se středem protilehlé strany trojúhelníku kondenzátorové jednotky. Spínač 2V se může přepnout zpět, pokud se znovu obnoví napětí.
Mohou existovat další možnosti pro schémata zvýšení výkonu pro kondenzátorové jednotky.
Spínání v zesilovacích obvodech vede k dobíjení kapacit kondenzátorů prostřednictvím malých indukčností, což způsobuje velké proudové rázy a přepětí, které mohou představovat nebezpečí pro samotné kondenzátory a spínací zařízení. Proto je třeba při navrhování zesilovacích obvodů tyto otázky podrobně prostudovat a v každém jednotlivém případě dohodnout s výrobcem kondenzátorů a spínacích zařízení.
Při vynucení je také nutné počítat s nutností zajištění vybíjení kondenzátorů z důvodu složitého spínání v obvodu kondenzátorové jednotky. Proto musí být napěťové transformátory pro vybíjení instalovány paralelně se spínacími částmi v každé fázi kondenzátorové baterie. Při použití kondenzátorů s vestavěnými vybíjecími odpory je eliminováno riziko vybití kondenzátoru, protože každý kondenzátor, bez ohledu na spínací obvod při nucení, je vybíjen přes svůj vestavěný vybíjecí odpor a není potřeba instalovat napěťové transformátory pro vybíjení.
Spolu s výhodou získanou z regulačního účinku při vynucení výkonu kondenzátorových jednotek existuje také značná nevýhoda v souvislosti s přetížením kondenzátorů. Toto přetížení při výrazném zvýšení napětí vede ke zvýšení teploty dielektrika a následně ke snížení životnosti kondenzátorů.

Rýže. 44. Schéma postupné regulace výkonu kondenzátorové jednotky snižováním provozního napětí.
Pro zvýšení provozní spolehlivosti kondenzátorů lze použít postupné schéma regulace výkonu pro kondenzátorové jednotky bez jejich odpojení, ale se změnou schématu a odpovídajícím snížením provozního napětí kondenzátorů ve srovnání s nominálním.
Na Obr. 44,s; Je uvedeno schéma zapojení kondenzátorové jednotky, ve kterém je možné beze změny celkového počtu kondenzátorů změnit schéma jejich zapojení pro získání různého výkonu při různých napětích na kondenzátorech (tab. 4). Obvod stupňového spínání může být vyroben pouze z jednofázových kondenzátorů. Kromě toho obvod zajišťuje odpojení poloviny kondenzátorů pro snížení výkonu celé instalace 2krát v případě, že je nutné odpojit některé z kondenzátorů pro nouzové a opravné práce. Výběr schématu závisí na
plán reaktivní zátěže podniku. Změna schématu zapojení kondenzátorů se provádí čtyřmi stejnými nebo různými výkonovými kroky a počet spínačů nepřesahuje jejich počet při regulaci podle konvenčních schémat.
Tabulka4
Vztahy mezi napětím kondenzátoru a výkonem kondenzátorové baterie

Napětí na kondenzátorech, rel. jednotka

Moc
kondenzátorová banka, rel. sd.