AKADEMIA GÓRNICZO-HUTNICZA			Imię i Nazwisko : Piotr Bielaska
LABORATORIUM ENERGOELEKTRONIKI
Rok akademicki: 2002/2003		Rok studiów: III			Moduł: A
Kierunek: ELEKTROTECHNIKA					Grupa: 2 Laboratoryjna: 8
Temat: Nadążny kompensator podstawowej harmonicznej prądu biernego typu fc+tcr					Nr ćwiczenia: C4
Data wykonania: 09.01.2003			Ocena:

1.Wstęp teoretyczny:

W wielu przypadkach ma się do czynienia ze zmiennym w czasie obciążeniem biernym. Wiąże się to z powstaniem zmiennych spadków napięć na reaktancjach sieci zasilających, dodatkowych strat mocy na rezystancjach systemu, ograniczenia przepustowości sieci, zwiększenie kosztów oraz zwiększenie prądu (zmniejszenie napięcia poprzez spadki napięć na reaktancjach), co prowadzi do uszkodzenia urządzeń. Przy dużych wartościach spadków napięć wymagane są środki zaradcze. Należy do nich kompensacja mocy biernej. Szybkie zmiany mocy biernej prostownika tyrystorowego uniemożliwiają zastosowanie klasycznej baterii kondensatorów montowanej na stałe. Pozostaje zastosowanie kompensatorów nadążnych, przełączalnej baterii kondensatorów wraz ze sterownikiem prądu indukcyjnego jako dynamicznego kompensatora mocy przesunięcia, rezonansowych filtrów indukcyjno - pojemnościowych do ograniczenia zawartości wyższych harmonicznych napięcia i prądu zasilającego przekształtnik, energoelektroniczne kompensatory mocy biernej przesunięcia i odkształcenia (filtry aktywne). Obciążenia, z którymi współpracują kompensatory nadążne dzieli się na niesymetryczne (piece łukowe) i symetryczne (przekształtniki tyrystorowe).

Na dołączonym schemacie przedstawiono układ prostownika tyrystorowego wraz z widocznym na dole kompensatorem nadążnym. Prostownik generuje moc bierną podstawowej harmonicznej, która jako niekorzystne zjawisko (obciąża źródło i linie przemysłową) powinna być eliminowana. Pojawia się problem zmienności tej mocy w czasie gdyż jest funkcją średniej wartości napięcia wyprostowanego. Gdy napięcie dostarczane do odbiornika jest bliskie zeru, czyli moc czynna jest bardzo mała prostownik obciąża źródło maksymalną wartością mocy biernej podstawowej harmonicznej.

2.Wykonanie ćwiczenia

Po włączeniu części pojemnościowej (trzy kondensatory połączone w trójkąt) widać, że wartość skuteczna prądu jest niewielka. Nie pozwoliło to na kompensacje całkowitą. Prąd kompensatora nie zmienia wartości. Można zaobserwować zmiany wyższych harmonicznych. Kompensator jest przystosowany do pracy przy pierwszej harmonicznej. Odłączanie i przyłączanie baterii kondensatorów umożliwia regulację. Problemem może być szybkie załączanie i wyłączanie. Konieczność rozładowania kondensatora do wartości maksymalnej napięcia zasilającego, aby go załączyć ma na to największy wpływ.

Można również zaobserwować bardzo niekorzystne zjawisko przekompensowania (moc bierna o charakterze pojemnościowym powoduje spadki napięcia na reaktancjach sieci). Po dołączeniu elementu indukcyjnego otrzymuje się możliwość regulacji prądu. Prąd zwarciowy jest prądem znamionowym załączonych indukcyjności. Jeżeli moc P jest duża kompensator reaguje dużym prądem, aby otrzymać prąd czynny. Gdy następuje hamowanie moc zostaje oddana do sieci - φ około 180˚, gdy hamowanie się kończy wartość kąta mocy znów wraca do wartości bliskiej zero. Wadą tego sposobu jest zwiększenie się strat i ich maksimum, gdy nie ma zapotrzebowania na moc o charakterze pojemnościowym.

Zastosowanie transformatora przekształtnikowego 6/0,4kV pozwala na obniżenie kosztów. Wynika to z zastosowania tyrystorów na mniejsze napięcie.

Przy wyłączeniu prądu kompensator sam się skompensuje. Należy znaleźć minimalne obciążenie odbiorników tak, aby dobrać po równo dla członów indukcyjnego i pojemnościowego. Stosuje się również odpowiednie czujniki zapewniające wyłączenie się kompensatora.

3.Wnioski

Zastosowanie układu baterii kondensatorów nie pozwala na uzyskanie pełnej i szybkozmiennej kompensacji. Dołączenie części indukcyjnej pozwoliło na regulacje kompensacji. Dało to dużo lepsze efekty.

NADĄŻNY KOMPENSATOR PODSTAWOWEJ HARMONICZNEJ PRĄDU BIERNEGO TYPU FC+TCR

Laboratorium Energoelektroniki

2

---