Тиристорні контактори для комутації конденсаторних батарей

17.08.2015

Зміст

Найбільш поширеним пристроєм компенсації реактивної потужності (РМ) в системах промислового електропостачання є автоматизовані низьковольтні (КУ) з комутацією ступенів конденсаторних батарей (КБ) спеціальними електромеханічними контакторами (пускача). Часовий інтервал затримки перемикання ступенів (в середньому близько 60 с), обумовлений вимогами стандарту IEC 60831 до рівня розряду КБ перед повторним включенням і відбудовою від короткочасних коливань РМ компенсується мережі, обмежує застосування даних КУ для великих груп технологічного обладнання (зварювального, підйомно-транспортного, ковальсько-пресового і т. д.). Тому при резкопеременной індуктивному навантаженні застосовується так звана «динамічна компенсація РМ» — Dynamic Power Factor Correction [1, 2], тобто компенсація РМ в режимі реального часу, що істотно розширює функціональні можливості використання КУ, але вимагає комплектації установки спеціальними типами напівпровідникових контакторів (пускачів) і регуляторів РМ.

У швидкодіючих системах динамічної компенсації РМ замість електромеханічних використовуються тиристорні контактори (пускачі). управління якими здійснюється від зовнішнього джерела постійного струму напругою 15…30 В через транзисторні виходи спеціальних модифікацій регуляторів РМ, наприклад, BR6000-T або «Prophi»-Т [1, 2]. Так як включення зустрічно-паралельних тиристорних ключів у двох фазах контакторів TSM-LC відбувається при рівності миттєвих лінійних напруг (для мають три тиристорних ключа контакторів TSM-AT, TSM-HV50 — фазних напруг мережі, та відповідних фаз КБ, а відключення — в момент близький до переходу фазних струмів КБ через нульове значення, комутаційні кидки струму в компенсується мережі будуть вкрай незначні [2]. Це дозволяє з мінімальним часом затримки регулятора [1-3] практично одночасно включати кілька ступенів КУ і швидко досягти балансу РМ, відповідного заданому значенню коефіцієнта потужності регулятора, так як перемикання контакторів TSM відбувається протягом декількох мілісекунд (табл. 1). Режим перекомпенсації при різкому скиданні РМ навантаження виключається за рахунок одночасного відключення КБ. Комплектація контакторів TSM-LC25/TSM-LC50 спеціальним низькоомним розрядним резистором EW-22 [1] скорочує час допустимого розряду КБ і відповідне йому час перемикання ступенів КУ до ? 20 мс [2].

Рис. 1. Осцилограма струму включення КБ тиристорним контактором (пускачем)

Примітки до рис. 1. «Control signal» — сигнал на включення тиристорного контактора (пускача) від автоматичного регулятора; «Capacitor current» — струм через КБ.

В пристроях динамічної компенсації РМ (рис. 1, 3, 6, 7) між виходами тиристорного контактора (пускача) і КБ ступені регулювання встановлюються однофазні струмообмежуючі дроселі або, при значному рівні мережевих гармонійних спотворень вкрай несприятливого для теплового режиму конденсаторів, спеціальний трифазний фільтруючий дросель [1, 2], але тоді, в залежності від ступеня частотної расстройки контуру «фільтруючий дросель-КБ», номінальна напруга конденсаторів ступенів має бути збільшена на 10…20% [2].

Вбудована система самоконтролю тиристорних контакторів (пускачів) TSM веріфіцірует послідовність чергування фаз мережі і температуру всередині контактора (для TSM-AT, TSM-HV, TSM-LC200), а схема вимірювання — значення струму (TSM-AT) та напруги КБ [1, 2, 4-7]. У разі перевищення допустимих меж даних параметрів тиристорний контактор (пускач) блокується, спрацьовує його аварійне реле і видає попередження про збій в роботі. Поточний стан тиристорного контактора (пускача) відображає світлодіодна індикація, розташована на передній стороні корпусу. Контактори (пускачі) типу TSM-AT (рис. 2) мають вбудований диплей на якому відображаються уставка параметрів з меню, виміряні значення параметрів, що зберігаються в пам’яті, повідомлення про помилки в вигляді звичайного тексту з можливістю вибору мови. Крім того, контактори TSM-AT додатково здійснюють контроль струму в фазах конденсаторів і температури радіаторів тиристорів (при досягненні критичних значень даних параметрів ступені КУ можуть бути відключені). Для ручного керування тиристорними контактороми (пускателеми) типу TSM-AT передбачена тестова кнопка [1, 2, 6]. Враховуючи високу швидкість перехідних процесів, захист ступенів КУ систем динамічної компенсації РМ від перевантаження і короткого замикання здійснюється швидкодіючими («superfast») плавкими запобіжниками ножового типу (NH): діапазон відключення — g, категорії використання — R RL (рис. 2, 4, 6, 8, табл.1).

Рис. 2. Схема включення ступені КБ автоматизованої КУ тиристорним контактором (пускачем) типу TSM-LC виробництва Epcos AG

Примітки до рис. 2. 1). Фаза L2(S) підключається безпосередньо до дросселю КБ. При іншій послідовності підключення фаз вбудована система контрольованих параметрів (табл. 1) блокує роботу тиристорного контактора (пускача). 2). Використовувати стандартні розрядні резисторні модулі не рекомендується, а використання розрядних дроселів не допускається. 3). Конденсатори батареї ступені регулювання з’єднані «трикутником».

Рис. 3. Зовнішній вид тиристорного контактора типу TSM-AT виробництва Epcos AG

Рис. 4. Схема включення ступені КБ автоматизованої КУ тиристорним контактором (пускачем) типу TSM-AT виробництва Epcos AG

Примітки до рис. 4. 1). При неправильній послідовності чергування фаз L1-L3 (підключені через окрему групу запобіжників паралельно силовий ланцюга) вбудована система контрольованих параметрів (таблиця) блокує роботу тиристорного контактора (пускача). 2). Використовувати стандартні розрядні резисторні модулі не рекомендується, а використання розрядних дроселів не допускається. 3). Контрольні точки контактора (пускача) типу TSM-AT: 1 і 2 — наявність сигналу керування для регулятора, =15. 30 В; 3 і 4 — аварійний вихід (нульовий потенціал), максимум 250 В, 6 А; точки 5 і 6 не задіяні. 4). Конденсатори батареї ступені регулювання з’єднані «зіркою» (використовуються однофазні конденсатори). Увага! Конденсатори підключені до мережі навіть при відключених напівпровідникових ключах тиристорного контактора (пускача). 5). Тиристорний контактор (пускач) працює тільки при наявності нейтралі в мережі підключення. На схемі показано отримання нульової робочої точки в трифазній системі з ізольованою нейтраллю за допомогою установки додаткового реактора (neutral electromagnetic couper). Обмотки реактора з’єднані в «зигзаг».

Рис. 5. Зовнішній вид тиристорного контактора (пускача) TSM-HV50 виробництва Epcos AG.

Рис. 6. Схема підключення тиристорного контактора (пускача) типу TSM-HV50 виробництва Epcos AG

Примітки до рис. 6. 1). При неправильній послідовності чергування фаз L1-L3 або відсутності однієї (двох) фаз, вбудована система контрольованих параметрів блокує роботу тиристорного контактора (пускача). 2). Використовувати стандартні розрядні резисторні модулі не рекомендується, а використання розрядних дроселів не допускається. 3). Конденсатори батареї ступені регулювання з’єднані «зіркою» (використовуються однофазні конденсатори ). Увага! Конденсатори підключені до мережі навіть при відключених напівпровідникових ключах тиристорного контактора (пускача). У схемах компенсації РМ без фільтруючих реакторів номінальна напруга однофазних конденсаторів — 400 В, в засмучених (detuned) ланцюгах з коефіцієнтом расстройки 7% — 440 В, а з коефіцієнтом 14% — 480 Ст. 5). Тиристорний контактор (пускач) працює тільки при наявності нейтралі (N) в мережі підключення.

З липня 2006 р. компанія «Epcos AG» розширила номенклатуру тиристорних контакторів (пускачів серії TSM новими типорозмірами [4, 5] — TSM-HV50 (рис. 4-5, табл. 1, 2) — для управління конденсаторних батарей, сполучених «зіркою» [5] і TSM-LC200 (рис. 6-7, табл. 1, 2), призначеним для управління конденсаторних батарей, сполучених «трикутником». Шини висновків контактора TSM-HV50 — C1, C2, C3 (рис. 4-5) розраховані на приєднання кабелю перерізом до 25 мм 2. Виведена на передню панель світлодіодна індикація показує наявність на контакторі напруги фаз L1, L2, L3 компенсується мережі і збій в роботі контактора (пускача). Схема контактора (пускача) TSM-HV50 періодично проводить контроль температури, напруги і справність конденсаторів підключених. Маса тиристорного контактора (пускача) TSM-HV50 — 5 кг [5]. У фильтрокомпенсационных ланцюгах (з коефіцієнтом расстройки до 14%), для оптимізації перехідних процесів при перемиканні, мікропроцесор контактора (пускача) TSM-HV50 контролює згладжування гармонік. Мінімальна відстань при монтажі від верху і низу не менше 100 мм.

Шини висновків контактора TSM-LC200 — C1, C3, L1, L3 (рис. 5, 7) розраховані на приєднання кабелю перерізом до 135 мм 2. Виведена на передню панель світлодіодна індикація аналогічна індикації стану тиристорних контакторів (пускачів серії TSM-LC. Маса тиристорного контактора (пускача) TSM-LC200 — 11,5 кг [4].

Рис. 7. Зовнішній вид тиристорного контактора (пускача) TSM-LC200 виробництва Epcos AG. Мінімальна відстань при монтажі від верху і низу не менше 150 мм

Рис. 8. Схема підключення тиристорного контактора (пускача) типу TSM-LC200 виробництва Epcos AG

Примітки до рис. 8. 1). Фаза L2(S) підключається безпосередньо до дросселю КБ. При іншій послідовності підключення фаз вбудована система контрольованих параметрів (табл.1) блокує роботу тиристорного контактора (пускача). 2). Використовувати стандартні розрядні резисторні модулі не рекомендується, а використання розрядних дроселів не допускається. 3). Максимальна напруга при установці токоограничивающего реактора або фільтруючого (detuning) реактора з коефіцієнтом частотної расстройки 7% — 440 В, а у разі встановлення реактора (дроселя) з коефіцієнтом частотної расстройки 14% — 480 В [4].

З листопада 2006 року компанія «Epcos AG» випускає компактний (масою 1,75 кг) тиристорний контактор (пускач) — TSM-LC10 (рис. 9) для комутації сполучених «трикутником» КБ потужністю до 12,5 квар (табл. 1, 2). Як і всі попередні тиристорні контактори серії TSM, новий напівпровідниковий модуль TSM-LC10 забезпечує високу швидкодію та оптимізацію режиму перемикання КБ. Схема включення контактора (пускача) TSM-LC10 [7] відповідає схемі поданій на рис. 2.

Рис. 9. Зовнішній вид тиристорного контактора типу TSM-LC10 виробництва Epcos AG

Таблиця 1. Технічні дані тиристорних контакторів TSM-AT, TSM-LC, TSM-HV50 виробництва «Epcos AG» [1, 2, 4-7]

Короткий опис статті: контактори Група компаній ДІАЛ пропонує високотехнологічне низьковольтне комплектне устаткування для компенсації реактивної потужності, електрощитове обладнання (ВРУ, ГРЩ, АВР, ЩО, ШР, ШУ і т. д. ), конденсаторні установки, що задовольняє найсуворішим вимогам замовника. пристрої компенсації реактивної потужності,
виготовлення металоконструкцій,УКРМ,КРМ,конденсаторна установка,конденсаторні установки 10 кв,конденсаторні установки 0.4 кв,УКМ 58,УКЛ 56,УКРМ,комплектна конденсаторна установка,конденсаторні установки укм 58,конденсаторна установка ціна,вибір конденсаторної установки,обслуговування конденсаторних установок

Джерело: Тиристорні контактори для комутації конденсаторних батарей

Також ви можете прочитати