AGH		Szantyka Wojciech		Rok III	Grupa 5
Elektrotechnika	Temat: Kompensator nadążny FC-TCR mocy biernej zmiennej w czasie.
Data wykonania 16.01.2003		Data oddania 24.01.2003	Ocena

1. Wstęp:

Kompensator nadążny typu FC-TCR służy do kompensacji mocy biernej zmiennej w czasie. Na przykład podczas rozruchu silników indukcyjnych mamy do czynienia z mocą bierną, która zmienia się w bardzo dużym przedziale w czasie bardzo krótkiego czasu, co ma negatywny wpływ na nasze finanse czy sieć zasilającą ( spadki napięć, przewymiarowanie sieci ).

2. Schemat układu:

3. Zasada działania:

Kompensacja mocy biernej odbywa się poprzez załączenie odpowiedniej ilości elementów pojemnościowych, zgodnie z zapotrzebowaniem na moc bierną odbiorników. Niestety, jeśli zmienia się ona bardzo szybko ( dynamiczne obciążenie ), to załączanie kondensatorów w sposób dokładny i wystarczająco szybki staje się niemożliwe. Kondensatory można by załączać sekwencyjnie ale tylko w ± amplitudzie aby pochodna napięcia po czasie dU/dt nie była zbyt duża, co uniemożliwia nam praktycznie dowolne załączanie baterii kondensatorów. Innym rozwiązaniem problemu byłoby dobranie pojemności umożliwiającej skompensowanie np. połowy prądu biernego, lecz zbytnie przekompensowanie w układzie naraża nas na koszty mocy biernej pojemnościowej, która jest jeszcze droższa od indukcyjnej. Rozwiązaniem najbardziej wydajnym i nowoczesnym jest zastosowanie kompensatora nadążnego FC-TCR. Do takiego układu przyłącza się na stałe baterię kondensatorów, pokrywającą maksymalne zapotrzebowanie odbiorników na moc bierną, jednocześnie przyłączając sterowane indukcyjności i część regulacyjną ( prostownik tyrystorowy ). Załączanie ( zmiana ) indukcyjności może odbywać się z duża częstotliwością, co czyni taki układ idealnym do dynamicznej kompensacji mocy biernej. Prąd zespołu dławików( susceptancja dla podstawowej harmonicznej ) regulowany jest przez zmianę fazy ( kąta ) załączania tyrystorów. Gdy nie ma zapotrzebowania na moc pojemnościową, indukcyjności są kompensowane przez pojemności, czyli wzrasta prąd zespołu dławików (prąd części indukcyjnej maleje gdy wzrasta zapotrzebowanie na prąd pojemnościowy). Układ ten należy umieszczać najbliżej jedną rozdzielnie powyżej odbiorów. Prąd znamionowy dławików należy dobrać na prąd zwarciowy, aby nie uległy uszkodzeniu podczas zwarcia.

Wady kompensatora FC-TCR:

• Straty mocy (jak każdy element bierny). Najwyższe przy gdy nie ma zapotrzebowania na moc bierną pojemnościową

• Możliwość wystąpienia rezonansu (wzmocnienie 5 harmonicznej prądu)

• Generowanie wyższych harmonicznych

Zalety kompensatora FC-TCR:

• Małe koszty

• Dobra dynamika

• Odporność na błędy sterowania

• Bezawaryjność

• Możliwość wykorzystania starych elementów

Oscylogramy dołączone do sprawozdania:

I - Nawrót silnika (duży pobór mocy biernej)

II - Stan skompensowania sieci przy pełnej kompensacji dynamicznej FC-TCR

III - Prąd i napięcie w części indukcyjnej, gdy zapotrzebowanie na moc bierną pojemnościową jest minimalne

IV - Prąd i napięcie w części indukcyjnej, gdy zapotrzebowanie na moc bierną pojemnościową jest maksymalne

4. Wnioski:

Nadążny kompensator FC-TCR bardzo dobrze radzi sobie z dynamiczną kompensacją mocy biernej co widać wyraźnie na oscylogramie II. Warto także zwrócić uwagę na odporność układu na błędy załączenia łączników tyrystorowych. Jego tani koszt i ogólna dostępność podzespołów stawiają go pozycji najbardziej optymalnego rozwiązania dla wielu fabryk i podobnych zakładów, gdyż zainstalowanie kompensatora znacznie obniża koszty zasilania i instalacji zasilającej.

2

3

---