Защита и автоматика БСК 6(10) кВ

Батарея статических конденсаторов (БСК) предназначена для компенсации реактивной мощности в сети. Иногда БСК обозначается как устройство компенсации реактивной мощности (УКРМ), что по-сути одно и то же.

Среди защит и автоматики БСК 6(10) кВ есть интересные функции. Давайте их рассмотрим.

 

Защита от перегрузки

Зачем защищать БСК от перегрузки, если она изготавливается строго определенной мощности и сама выдает ее в сеть?

Здесь имеется ввиду перегрузка токами высших гармоник, которые могут превышать ток промышленной частоты, 50 Гц. Откуда берутся эти токи?

Все просто, БСК — это большая емкость, а распределительная сеть, в которой она устанавливается, имеет активно-индуктивный характер (основная нагрузка сети — это двигатели). БСК и сеть создают колебательный контур, в котором возможен резонанс. Происходит он на определенной частоте, которая может не совпадать с 50 Гц.

Обычная цифровая защита измеряет только токи основной частоты, фильтруя высшие гармоники. Это делается для точности и стабильности работы алгоритмов. В этом случае защита может не устранить существующую перегрузку БСК из-за того, что просто не увидит ее.

Для защиты БСК от перегрузки токами высших гармоник применяется специальный алгоритм, который имеет большую полосу пропускания по частоте (до 12-20 гармоники).

 

Защита от повышения напряжения (ЗПН)

БСК 6(10) кВ может иметь различную внутреннюю конструкцию. Обычно в ней имеется множество конденсаторов на низкое напряжение, соединенные последовательно. После эти цепочки включаются параллельно для увеличения мощности. Далее группы цепочек собираются в треугольник или звезду для организации трехфазной системы.

Так вот, если самые маленькие конденсаторы при аварии могут оказаться под напряжением более 110% от номинала, то вся БСК оснащается защитой от повышения напряжения с действием на отключение. Защита работает с выдержкой времени.

Считайте, что ЗПН обязательна потому, что на стадии проектирования сложно разобраться с тонкостями конструкции БСК. Легче установить защиту.

 

Блокировка от включения на неразряженные конденсаторы

Когда вы отключаете большую емкость, то на ней длительное время остается напряжение. Это происходит всегда, независимо от причины отключения (от защит, от автоматики или вручную).

Если вы попробуете включить неразряженный конденсатор в сеть, то напряжение сети (текущая полуволна) может совпасть по знаку с оставшимся напряжением на БСК. При этом произойдет перенапряжение, со значением до 2*Uном. Это плохо.

Для того, чтобы это избежать делают блокировку включения выключателя БСК на время не менее 5 минут, чтобы конденсаторы успели разрядиться через встроенные резисторы.

Интересно, что данную блокировку часто не предусматривают в алгоритмах цифровых терминалов РЗА, что заставляет реализовывать ее в гибкой логике. Это не всегда удобно.

 

Защита минимального напряжения (ЗМН)

Защита выполняет те же функции блокировки от включения на неразряженные конденсаторы, только при АВР. В этом случае, после исчезновения напряжения, питание на секцию будет подано через СВ, что терминал защит БСК контролировать не может.

Для того, чтобы исключить перенапряжения нужно отключать БСК после исчезновения напряжения на секции.

 

Автоматика управления БСК

В современных проектах чаще всего применяют регулируемые БСК, которые изменяют мощность в зависимости от режима сети.

Конструктивно это выглядит как сборки конденсаторов определенной мощности, которые подключаются к сети через силовые контакторы. Контакторы управляются специальными регулятором реактивной мощности. Все эти элементы обычно устанавливаются в контейнер, который и является БСК. БСК подключается к подстанции через выключатель, который осуществляет защиту всей установки от КЗ, перегрузки, повышения напряжения и т.д.

Регулятор управляет выдаваемой БСК мощностью путем измерения на подстанции cos(fi) нагрузки или непосредственно реактивной мощности. Для этого он измеряет напряжение на шинах и ток через ввод. Регулятор является цифровым устройством, аналогичным терминалу релейной защиты.

Также стоит отметить, что регулятор обычно дублирует часть защит терминала, например, защиту от повышения напряжения.

В следующий раз мы рассмотрим защиту и автоматику дугогасящего реактора 6(10) кВ

 

На рисунке
  • Терминал защиты и автоматики БСК 6(10) кВ типа БМРЗ-152-БСК.

Разработчик ООО «НТЦ «Механотроника», www.mtrele.ru

БМРЗ-152-БСК содержит все перечисленные в статье защиты

 

  • Регулятор реактивной мощности типа DCRJ.

Разработчик компания «Lovato Electric». www.lovatoelectric.ru

  • releboy

    Добавьте отключение ЗМН (своей или по шинкам от ТН) и отключение по ШРС при АВР СВ — иначе включите их неразряженными

    • https://www.facebook.com/app_scoped_user_id/131488400583096/ Дмитрий Василевский

      Согласен, ЗМН при потере питания и АВР нужна. Дополню список. Спасибо за замечание!

      • Константин

        Я бы еще добавил небалансную защиту БСК.

        • https://plus.google.com/101616571412194372232 Дмитрий Василевский

          Небалансная защита обычно идет на БСК 110кВ и выше. БСК 6(10) кВ стандартно собирается в треугольник, там эту защиту ставить некуда

          • Константин

            Бреслер и Экра уже на 6-10 кВ предлагают в терминалах НБ. Да и сейчас делаем объект, где по стороне 10 кВ БСК будет в двойную звезду собираться. Причем это идет штатное предложение с завода.

          • https://plus.google.com/101616571412194372232 Дмитрий Василевский

            Хм, интересно. Думаю, после серии напишу одну статью, в которой добавлю сразу все пропущенные алгоритмы на присоединениях. Уже есть нормальный состав) Спасибо!

  • Сергей

    Дмитрий, добрый день! Подскажи, как определяется возможность перегрузки (резонанса) БСК на определенных частотах? Или алгоритм работы защиты от перегрузки работает в широкой полосе частот гармоник?

    • https://plus.google.com/101616571412194372232 Дмитрий Василевский

      Добрый день. Этот алгоритм работает на широкой полосе частот, на среднеквадратичном значении тока.

  • Денис

    Зачем предохранитель заземляется на схемке? Рядом с З.Н.?

    • https://www.facebook.com/app_scoped_user_id/131488400583096/ Дмитрий Василевский

      Это ОПН

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.