2tom323

9. URZĄDZENIA DO KOMPENSACJI MOCY BIERNEJ 648

9.3.2. Przebiegi łączeniowe baterii samotnych i dzielonych Ładunek szczątkowy

W procesach łączeniowych należy wyróżnić 3 charakterystyczne rodzaje zjawisk występujące przy następujących czynnościach:

—    przy załączaniu baterii samotnej;

—    przy załączaniu baterii równolegle do drugiej już pracującej;

—    przy wyłączaniu baterii.

Załączanie samotnej baterii kondensatorów

Przy załączaniu samotnej baterii do sieci występuje stan przejściowy spowodowany ładowaniem baterii. Trwa on zwykle nie dłużej niż 1-^2 okresów. Towarzyszą mu przepięcia zarówno w baterii, jak i w sieci oraz udar prądowy. Zjawiska te odgrywają większą rolę w bateriach WN niż nn i dlatego dalsze rozważania dotyczą łączenia baterii WN. Załączanie baterii w sieci WN powoduje oscylacyjny przebieg jej ładowania o pulsacji drgań określonych wzorem

(9.68)

przy czym: a>₀ — pulsacja drgań własnych obwodu LC; co_l = 2 nj\ — pulsacja napięcia sieci; /j — częstotliwość napięcia sieci; X_c — reaktancja pojemnościowa baterii, £2; 0_h — moc baterii, Mvar; X_L — reaktancja indukcyjna sieci, £2; S_k — moc zwarcia w miejscu przyłączenia baterii, MV • A.

Przepięcie przy załączaniu rozładowanej baterii nic przekracza 1,8 amplitudy napięcia sieci, zaś nierozładowancj — 2,7 [9.19]. Prąd załączania baterii t^, jest sumą prądów

*al = *\«+'«c    (9.69)

w której: i_ust — prąd ustalony występujący przy normalnej pracy; i,^ — prąd przejściowy o przebiegu zwykle oscylacyjnym.

Maksymalne teoretyczne wartości prądu oscylacji można obliczyć wg wzoru — przy pominięciu rezystancji obwodu

(9.70)

(9.71)

= — V2/_h = s/2i_b

po uwzględnieniu współczynnika tłumienia na rezystancjach (d = 0,7 -=-0,9)

przy czym I_b — prąd baterii kondensatorów (wartość skuteczna), A.

Wzór powyższy dotyczy zarówno baterii jedno-, jak i trójfazowych, połączonych w trójkąt lub w gwiazdę. W przeciętnych warunkach prąd załączania baterii WN nie przekracza 5-^10-krotnego prądu znamionowego kondensatora. Prąd taki nie stanowi zagrożenia ani dla wyłącznika ani dla baterii. Należy go uwzględnić jedynie przy doborze zabezpieczeń, aby nie dopuścić do ich zadziałania przy załączaniu baterii.

Załączanie dzielonych baterii kondensatorów

Załączanie baterii do pracy równoległej z baterią już pracującą powoduje znacznie większe obciążenie prądami przejściowymi niż załączanie baterii samotnej. Prąd dołączania jest sumą trzech prądów składowych: ustalonego, nieustalonego i^ wywołanego załączeniem baterii samotnej do sieci oraz nieustalonego i_drg wywołanego rozładowaniem baterii już pracującej przez baterię załączaną do pracy równoległej.

Dla wartości chwilowych

(9.72)

*zał ^ust "h *osc ~h *drg

Pulsację drgań składowej i_drg określa się ze wzoru

<o_d = «,

X,,+X

c 2

X,

(9.73)

przy czym: X_CI, X_C2 — reaktancja pojemnościowa baterii pracującej i dołączanej, Q; X_L — reaktancja indukcyjna obwodu: bateria pracująca — bateria dołączana, fi.

O wartości udaru prądowego decyduje w pierwszej chwili tylko składowa i_<lrg. Można ją obliczyć ze wzoru

*drg '

26m Qb

3(Cm+Qu)X_l

(9.74)

w którym: Q_hl — moc bierna baterii pracującej, 0_b2 — moc bierna dołączanej baterii. Sumaryczny prąd obu baterii można wyznaczyć z zależności

(9.75)

y'2 u

_x/i(X_cl + X_C2)

przy czym V — napięcie międzyfazowe sieci (wartość skuteczna) V.

W baterii podzielonej na jednakowe człony dołączenie członu m+ 1 do m pracujących powoduje udar prądowy, wyrażony wzorem

‘drg '

m+ 1 (Oj

72/* =

m

m+1

/^2	Qa
/ 3	xLl

(9.76)

przy czym: 0,_;, — moc pojedynczego członu, Mvar; X _]A — reaktancja indukcyjna połączenia jednego członu z szynami zbiorczymi.

Teoretyczne wartości prądów dołączania mogą wynosić 20^-250 prądu znamionowego baterii dołączanej [9.19], przy czym krotność ta jest tym większa im mniejsza jest moc baterii dołączanej w stosunku do baterii już pracującej (w bateriach dzielonych przy dołączaniu ostatniego członu). Czas trwania udaru wynosi jednak tylko D2ms [9.19], a wartości zmierzone nie przekraczają 80% wartości obliczonych. Jest to spowodowane tłumieniem obwodu przez rezystancję nie uwzględnioną w obliczeniach.

Udar prądowy, jaki wytrzymują bez szkody kondensatory, bywa podawany w katalogach lub ulotkach firmowych. Zawiera się on w szerokich granicach, zależnie od producenta, i wynosi 15 -t- 50, a nawet, wg niektórych źródeł [9.19], do 100l_hN. Impedan-cja przekładników prądowych w obwodzie baterii wystarcza zwykle do zmniejszenia tego udaru do wartości mniejszej niż prąd załączania wyłącznika.

Wyłączanie baterii kondensatorów

Wyłączanie baterii kondensatorów stwarza trudne warunki pracy dla wyłącznika. W chwili zgaszenia łuku, po pierwszym przejściu krzywej prądu przez zero, na stykach łącznika połączonych z baterią kondensatorów istnieje napięcie stałe nie rozładowanej jeszcze baterii, równe amplitudzie napięcia sieci. Na stykach połączonych z siecią pojawi się po upływie jednego okresu amplituda napięcia sieci o przeciwnej biegunowości niż. na baterii. Jeżeli przerwa między rozchodzącymi się stykami jest dostatecznie duża i zde-jonizowana, a styki w trzech fazach rozchodzą się jednocześnie, to wyłączanie nie powoduje przebiegów przejściowych.